operações ferroviárias e tecnologia
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TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 PROJETO TAV BRASIL Consórcio Halcrow – Sinergia Junho 2009 VOLUME 4 OPERAÇÕES FERROVIÁRIAS E TECNOLOGIA Parte 2: Tecnologia Relatório Final TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 TAV Brasil Consórcio Halcrow - Sinergia VOLUME 4 Operações Ferroviárias e Tecnologia Parte 2: Tecnologia Relatório Final Registro de Alteração de Conteúdo Esse relatório foi emitido e ajustado conforme a seguir: Edição Revisão 0 0 0 Descrição Data Responsável Compilado Relatório Preliminar 01/12/08 RB 1 Verificado Relatório Preliminar 05/12/08 DR 0 2 Adicionados Comentários do Cliente 12/02/09 CH 2 1 Compilado Relatório Preliminar Final 28/03/09 DR 2 2 Verificado Relatório Preliminar Final 28/03/09 MJ 3 1 Incorporado Aditamentos 08/06/09 MJ Tradução de inglês para português feita por: Ana Rocha Traduções Ltda CNPJ: 00362040/0001-83 Rua Pedroso Alvarenga 1046 sala 46 - São Paulo Brasil CEP: 04531-004 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Conteúdo 1 Visão Geral.............................................................................................................. 1 1.1 2 Introdução ao Projeto TAV............................................................................................ 1 Introdução a Ferrovia de Alta Velocidade ............................................................. 3 2.1 Introdução ..................................................................................................................... 3 2.2 Desenvolvimentos em Redes Ferroviárias de Alta Velocidade desde 1998................ 3 2.3 Crescimento da Rede Européia.................................................................................... 4 2.4 Concorrência com Aéreo .............................................................................................. 6 2.5 Eficiência Energética e Emissão de CO2 ..................................................................... 8 2.6 Segurança..................................................................................................................... 8 2.7 Uso Duplo para serviços de Alta Velocidade intermunicipais e de Traslado de Aeroporto .................................................................................................................................. 9 2.8 Localização de estações terminais e acesso ............................................................... 9 2.9 Via Lastrada ................................................................................................................ 10 2.10 Via em Laje ................................................................................................................. 10 2.11 Terraplenagem............................................................................................................ 12 2.12 Túneis ......................................................................................................................... 12 2.13 Fonte de Tração e Energia ......................................................................................... 13 2.14 Equipamentos de Linhas Aéreas e Pantógrafo .......................................................... 13 2.15 Controle....................................................................................................................... 13 2.16 Material Rodante de Alta Velocidade ......................................................................... 13 2.17 Carga por Eixo e Massa Não-suspensa ..................................................................... 14 2.18 Vagões de passageiros de dois andares.................................................................... 14 2.19 Articulação .................................................................................................................. 14 2.20 Frenagem.................................................................................................................... 15 2.21 Frenagem Regenerativa ............................................................................................. 15 2.22 Maglev......................................................................................................................... 15 2.23 Certificação de Segurança.......................................................................................... 18 3 Bélgica ................................................................................................................... 19 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4 Resumo e Lições aprendidas ..................................................................................... 19 Sinalização e Controle ................................................................................................ 21 Frota de Material Rodante .......................................................................................... 21 Tração ......................................................................................................................... 22 Operações .................................................................................................................. 22 Operadoras ................................................................................................................. 23 China...................................................................................................................... 24 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 Introdução ................................................................................................................... 24 Desenvolvimento de Ferrovias de Alta Velocidade na China..................................... 24 Rede Ferroviária de Alta Velocidade da China .......................................................... 25 Rede de Linhas Dedicadas a Passageiros................................................................. 26 Projeto PDL Beijing e Tianjin ...................................................................................... 26 Infra-estrutura ............................................................................................................. 27 Material Rodante......................................................................................................... 27 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 5 Finlândia ................................................................................................................ 30 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6 Desenvolvimento de TGV na França.......................................................................... 32 Rede............................................................................................................................ 32 Linhas em construção................................................................................................. 34 Linhas planejadas ....................................................................................................... 34 Linha de Alta Velocidade LGV na Europa Oriental, França ....................................... 35 O Projeto ..................................................................................................................... 35 Construção.................................................................................................................. 36 Infra-estrutura ............................................................................................................. 36 Fonte de alimentação ................................................................................................. 36 Sinalização.................................................................................................................. 37 Estações ..................................................................................................................... 38 Frota de Material Rodante .......................................................................................... 38 Configuração e Articulação......................................................................................... 39 Futuros TGVs.............................................................................................................. 39 Tecnologia TGV fora da França ................................................................................. 40 Alemanha............................................................................................................... 41 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 Rede............................................................................................................................ 30 Infra-estrutura ............................................................................................................. 30 Material Rodante......................................................................................................... 30 Configuração Ferroviária ............................................................................................ 30 Operações .................................................................................................................. 31 França .................................................................................................................... 32 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 7 Sinalização e Comunicações...................................................................................... 28 Fonte de Alimentação ................................................................................................. 28 Operações .................................................................................................................. 28 Frota de Material Rodante .......................................................................................... 28 Operações .................................................................................................................. 28 Introdução ................................................................................................................... 41 Infra-estrutura ............................................................................................................. 43 NBS Colônia Frankfurt ................................................................................................ 46 Via ............................................................................................................................... 47 Frota de Material Rodante .......................................................................................... 47 Trens Pendulares........................................................................................................ 48 Fonte de Alimentação ................................................................................................. 48 OLE ............................................................................................................................. 48 Operações .................................................................................................................. 48 Itália........................................................................................................................ 50 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 Rede............................................................................................................................ 50 Infra-estrutura ............................................................................................................. 51 Parâmetros de planejamento...................................................................................... 51 Frota de Material Rodante .......................................................................................... 52 Tipos de Trens ............................................................................................................ 52 Pendular...................................................................................................................... 52 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 9 Japão ..................................................................................................................... 54 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 10 Rede............................................................................................................................ 63 Frota de Material Rodante .......................................................................................... 63 Configuração dos Trens.............................................................................................. 63 Operações .................................................................................................................. 63 Espanha ................................................................................................................. 64 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 13 Rede............................................................................................................................ 59 Infra-estrutura ............................................................................................................. 59 Vias ............................................................................................................................. 60 Sinalização e controle................................................................................................. 60 Frota de Material Rodante .......................................................................................... 60 Fonte da Alimentação ................................................................................................. 61 Operações .................................................................................................................. 62 Operadoras ................................................................................................................. 62 Tarifa ........................................................................................................................... 62 Custos de infra-estrutura ............................................................................................ 62 Coréia do Sul ......................................................................................................... 63 11.1 11.2 11.3 11.4 12 Introdução ................................................................................................................... 54 Rede............................................................................................................................ 55 Infra-estrutura ............................................................................................................. 56 Bitola ........................................................................................................................... 56 Via/Infra-estrutura ....................................................................................................... 56 Material Rodante......................................................................................................... 56 Operações .................................................................................................................. 58 Segurança................................................................................................................... 58 Países Baixos........................................................................................................ 59 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 11 Não Pendular .............................................................................................................. 52 Sinalização/Comunicação........................................................................................... 53 Fonte de Alimentação ................................................................................................. 53 Operações .................................................................................................................. 53 Trenitalia ..................................................................................................................... 53 Nuovo Trasporto Viaggiatori ....................................................................................... 53 Comercial .................................................................................................................... 53 Introdução ................................................................................................................... 64 Rede............................................................................................................................ 65 Infra-estrutura ............................................................................................................. 66 Bitola ........................................................................................................................... 66 Fonte de Alimentação ................................................................................................. 66 Material Rodante......................................................................................................... 66 Mudança de Bitola ...................................................................................................... 67 Operações .................................................................................................................. 67 Operações Comerciais ............................................................................................... 68 Suécia .................................................................................................................... 69 13.1 Resumo e Lições aprendidas ..................................................................................... 69 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 14 Suíça ...................................................................................................................... 70 14.1 15 Taiwan.................................................................................................................... 71 15.1 15.2 15.3 16 Configuração do Trem ................................................................................................ 88 Trens de Um/Dois Andares......................................................................................... 89 Mecanismos Pendulares............................................................................................. 89 Frenagem Regenerativa ............................................................................................. 90 Frenagem Reostática ou Dinâmica ............................................................................ 91 Freios Mistos............................................................................................................... 91 Frenagem a Corrente Parasita ................................................................................... 91 Resistência a impacto................................................................................................. 92 Alstom Transport .................................................................................................. 94 20.1 20.2 20.3 21 Via com Lastro ............................................................................................................ 79 Lastro Voador ............................................................................................................. 79 Via Sem Lastro ou Via Em Laje.................................................................................. 80 Construção de Via em Laje no Local (Rheda)............................................................ 83 Construção Pré-fabricada (Bögl) ................................................................................ 85 Aplicações Comerciais Principais ............................................................................... 86 AMVs de Alta Velocidade ........................................................................................... 86 Cróssimas móveis no Japão....................................................................................... 87 Material Rodante ................................................................................................... 88 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 19.7 19.8 20 Seção Transversal do Veículo e bitola da estrutura................................................... 77 Sistemas de Via de Alta Velocidade .................................................................... 79 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 18.8 19 Rede............................................................................................................................ 72 Infra-estrutura ............................................................................................................. 72 Material Rodante......................................................................................................... 73 Fonte de Alimentação ................................................................................................. 73 Operações .................................................................................................................. 73 Operações Comerciais ............................................................................................... 74 Custos de Construção ................................................................................................ 74 Novas Rotas ou Linhas Modernizadas ....................................................................... 75 Questões do Sistema Ferroviário de Alta Velocidade ........................................ 77 17.1 18 Resumo e Lições aprendidas ..................................................................................... 71 Infra-estrutura ............................................................................................................. 71 Sinalização/Comunicação........................................................................................... 71 Reino Unido........................................................................................................... 72 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 17 Resumo e Lições aprendidas ..................................................................................... 70 TGV............................................................................................................................. 94 AGV............................................................................................................................. 96 Pendolino .................................................................................................................... 97 Bombardier Transportation .................................................................................. 99 21.1 21.2 Acela Express ............................................................................................................. 99 JetTrain ..................................................................................................................... 100 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 21.3 22 CAF (Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles) ............................................ 103 22.1 22.2 23 Introdução ................................................................................................................. 118 Potência Distribuída.................................................................................................. 118 Equipamentos de Linha Aérea e Pantógrafo............................................................ 118 Controle e Sinalização ........................................................................................ 119 29.1 30 Introdução ................................................................................................................. 117 Tração e Potência ............................................................................................... 118 28.1 28.2 28.3 29 Introdução ................................................................................................................. 115 Talgo 350 .................................................................................................................. 115 Tangshan, China ................................................................................................. 117 27.1 28 Conceito Velaro ........................................................................................................ 111 Série ICE................................................................................................................... 111 Talgo .................................................................................................................... 115 26.1 26.2 27 Introdução ................................................................................................................. 109 KTX II ........................................................................................................................ 109 Siemens ............................................................................................................... 111 25.1 25.2 26 Introdução ................................................................................................................. 105 Shinkansen Série 800............................................................................................... 105 A – Train.................................................................................................................... 106 Javelin Classe 395.................................................................................................... 107 Rotem................................................................................................................... 109 24.1 24.2 25 Introdução ................................................................................................................. 103 ATPRD S/120 ........................................................................................................... 103 Hitachi.................................................................................................................. 105 23.1 23.2 23.3 23.4 24 Zefiro ......................................................................................................................... 100 ETCS......................................................................................................................... 119 Maglev.................................................................................................................. 121 30.1 30.2 30.3 Princípios de Levitação Magnética ........................................................................... 121 Japão ........................................................................................................................ 123 Coréia........................................................................................................................ 124 Anexo A – Tecnologias de Perfuração de Túneis – Breve Descrição ..................... 125 Anexo B – Comparação de Material Rodante............................................................ 126 Índice de Figuras Figura 1-1 Estudo TAV ........................................................................................................................2 Figura 2-1: Rede Européia de Alta Velocidade ...................................................................................5 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 2-2: Evolução de velocidades máximas...................................................................................6 Figura 2-3: Proporção Modal Ferrovia/Aérea em corredores de 300km - 600 km .............................7 Figura 2-4 Parcela Modal no Corredor Paris – Bruxelas.....................................................................7 Figura 2-5: Níveis de Consumo de Energia dos Trens Shinkansen ...................................................8 Figura 2-6: Uso de Via Lastrada na Alemanha .................................................................................12 Figura 2-7 Maglev de Xangai ............................................................................................................17 Figura 2-8: Tráfego Acumulado de Passageiros no Maglev de Xangai (Fonte: Transrapid)............17 Figura 3-1: Linhas Belgas de Alta Velocidade ..................................................................................19 Figura 6-1: Rede TGV .......................................................................................................................35 Figura 7-1: Rede alemã de Alta Velocidade (ICE) ............................................................................43 Figura 7-2: Capacidade em Velocidade da Rede ICE alemã ...........................................................44 Figura 7-3: Construção de novas linhas (NBS) na Rede ICE alemã ................................................44 Figura 7-4: Rota da NBS Frankfurt Colônia ......................................................................................46 Figura 7-5: Vista da NBS Frankfurt Colônia ......................................................................................46 Figura 7-6: Crescimento de Passageiro.km transportado por trens ICE (bilhões por ano) ..............49 Figura 9-1: Tokaido Shinkansen........................................................................................................55 Figura 12-1: Rede Espanhola de Alta Velocidade ............................................................................64 Figura 18-1: Dano a superfície de rolamento do trilho .......................................................................... Figura 18-2: Dano a Barreira de som ................................................................................................80 Figura 18-3: Classificação de sistemas de Via em Laje....................................................................81 Figura 18-4: Comprimento total de Via em Laje instalada ................................................................82 Figura 18-5: Seção Transversal Típica da Via Rheda sobre aterros ................................................84 Figura 18-6: Construção de AMV em via em laje, mostrando cróssima móvel ................................87 Figura 20-1: TGV da Alstom..............................................................................................................94 Figura 20-2: AGV da Alstom..............................................................................................................96 Figura 20-3: Pendolino do RU ...........................................................................................................97 Figura 21-1: Acela Express ...............................................................................................................99 Figura 21-2: Layout do Acela ..........................................................................................................100 Figura 23-1: O Shinkansen Série 800 .............................................................................................105 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 23-2: Layout do Javelin ........................................................................................................108 Figura 24-1: Trem HS da Rotem .....................................................................................................109 Figura 25-1: Pantógrafo do ICE.......................................................................................................112 Figura 25-2: Layout típico de uma configuração ferroviária do ICE-3.............................................113 Figura 26-1: Talgo 350 ....................................................................................................................115 Figura 30-1: Componentes da Transrapid para Levitação, Condução, Frenagem e Propulsão ....121 Figura 30-2: Cinza: Chuo Shinkansen proposta. Amarelo: Tokaido Shinkansen existente............124 Índice de Tabelas Tabela 2-1: Velocidades Recordes para Ferrovias de Alta Velocidade..............................................5 Tabela 2-2: Comparação de emissão de C02 entre Shinkansen e Aeronave ....................................8 Tabela 2-3: Melhoras de Eficiência Energética na Suécia 1994 - 2004 .............................................8 Tabela 2-4: Via Lastrada verso Via em Laje .....................................................................................11 Tabela 2-5: Velocidades Maglev .......................................................................................................15 Tabela 3-1: Linhas Belgas em operação e Construção ....................................................................19 Tabela 3-2: Custos de construção.....................................................................................................23 Tabela 4-1: Operações Ferroviárias Chinesas de Alta Velocidade e Planos Futuros ......................25 Tabela 6-1: Características das linhas Individuais ............................................................................33 Tabela 6-2: Trens TGV em Operação ...............................................................................................39 Tabela 7-1: Rede alemã de Alta Velocidade .....................................................................................42 Tabela 7-2: Dados chaves de linhas de alta velocidade construídas na Alemanha.........................45 Tabela 7-3: Utilização de Via Lastrada contra em Laje.....................................................................47 Tabela 8-1: Rede Italiana de Alta Velocidade ...................................................................................50 Tabela 8-2: Características Técnicas da Rede Italiana.....................................................................51 Tabela 8-3: Tipos de Trens Italianos .................................................................................................52 Tabela 9-1: Rede Shinkansen ...........................................................................................................55 Tabela 9-2: Especificações Shinkansen ...........................................................................................56 Tabela 10-1: Rede Holandesa de Alta Velocidade ...........................................................................59 Tabela 10-2: Trens Domésticos Holandeses de Alta Velocidade .....................................................61 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 11-1: Rede da Coréia do Sul .................................................................................................63 Tabela 12-1: Rede Espanhola de Alta Velocidade............................................................................65 Tabela 12-2: AVE contra Tarifas Aéreas...........................................................................................68 Tabela 12-3: Previsão de Participação Modal para Linha de Alta Velocidade AVE .........................68 Tabela 13-1: Rede Sueca..................................................................................................................69 Tabela 14-1: Rede Suíça...................................................................................................................70 Tabela 15-1: Rede de Taiwan ...........................................................................................................71 Tabela 16-1: Rede do RU..................................................................................................................72 Tabela 16-2: Custos do CTRL...........................................................................................................75 Tabela 17-1: Dimensões Típicas dos Trens......................................................................................78 Tabela 18-1: Resumo de Via em Laje ...............................................................................................83 Tabela 18-2: Uso de Via em Laje da Rheda .....................................................................................85 Tabela 19-1: Articulação de Trem .....................................................................................................88 Tabela 19-2: Mecanismos Pendulares ..............................................................................................90 Tabela 19-3: Especificações de Frenagem de HSR .........................................................................92 Tabela 19-4: Resistência a Impacto do HSR ....................................................................................93 Tabela 20-1: Especificação de Trem da Alstom................................................................................95 Tabela 20-2: Especificação do AGV..................................................................................................97 Tabela 21-1: Resumo Técnico do Acela .........................................................................................100 Tabela 21-2: Layout e Dimensões do Zefiro ...................................................................................101 Tabela 21-3: Dados Gerais de Desempenho do Zefiro...................................................................102 Tabela 22-1: Dimensões do CAF ....................................................................................................103 Tabela 22-2:CAF Características ....................................................................................................104 Tabela 22-3: Desempenho do CAF.................................................................................................104 Tabela 22-4: Capacidade de Passageiros do CAF .........................................................................104 Tabela 23-1: Resumo Técnico Shinkansen ....................................................................................106 Tabela 23-2: Especificação de A-Train ...........................................................................................107 Tabela 25-1: Resumo Técnico do ICE ............................................................................................114 Tabela 26-1: Características Gerais do Talgo.................................................................................116 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 26-2: Características Específicas da Unidade de Tração do Talgo ....................................116 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Glossário de Siglas e Abreviações Portuguese English AGETRANSP Agência Reguladora dos Serviços Públicos Concedidos de Transportes Aquaviários, Ferroviários, Metroviários e de Rodovias do Estado do Rio de Janeiro Regulatory agency of Concessioned Public Transport Services (Water, Rail, Metro, and Roads) of the state of Rio de Janeiro ANAC Agência Nacional de Aviação Civil National Agency of Civil Aviation ANTT Agência Nacional de Transportes Terrestres National Agency of Land (Ground) Transportation ARTESP Agência Reguladora de Transporte do Estado de São Paulo Regulatory Transport Agency of the state of São Paulo BCR Benefit-Cost Ratio BID Banco Interamericano de Desenvolvimento BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social CAPEX Capital Expenditure CBD Central Business District CNT Confederação Nacional do Transporte National Confederation of Transport CPTM Companhia Paulista de Trens Metropolitanos São Paulo Metropolitan Train Company DENATRAN Departamento Nacional de Trânsito National Department of Transport DER-SP Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo Department of Roads of the state of São Paulo DETRO/RJ Departamento de Transportes Rodoviários do Estado do Rio de Janeiro Department of Road Transport in the State of Rio de Janeiro DfT UK Department for Transport DNIT Departamento Nacional de InfraEstrutura de Transportes National Department of Transport Infrastructure EMBRATUR Instituto Brasileiro de Turismo Brazilian Institute of Tourism FEA Financial and Economic Appraisal GDP Gross Domestic Product HS/HSR High Speed Train/High Speed Rail IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística Brazilian Institute of Geography and Statistics IBOPE Instituto Brasileiro de Opinião Pública e Estatística Brazilian Institute of Public Opinion and Statistics INFRAERO Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroportuária Airport Infrastructure Company of Brazil IRR Internal Rate of Return MCA Multi Criteria Analysis NATA New Approach to Transport Appraisal (UK Government) TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 NPV Net Present Value OPEX Operating Expenditure PDDT-Vivo 2000/2020 Plano Diretor de Desenvolvimento dos Transportes 2000/2020 Transport Development Master Plan Study PDTU-RMRJ Plano Diretor de Transportes Urbanos da Região Metropolitana do Rio de Janeiro Urban Transport Master Plan of the Metropolitan Region of Rio de Janeiro O Plano Integrado de Transportes Urbanos para 2020 Integrated Urban Transport Plan for the Metropolitan Region of São Paulo PITU PPP Public-Private Partnership PV Present Value SEADE Fundação Sistema Estadual de Análise de Dados de São Paulo State Agency of Data Analysis of São Paulo TAV Trem de Alta Velocidade High Speed Train TOR Terms of Reference VfM Value for Money VOC Vehicle Operating Costs VOT Value of Time WEBTAG The Web-based version of the UK DfT’s Transport Appraisal Guidance AVISO IMPORTANTE O CONSÓRCIO NÃO DEFENDE OU ENDOSSA NENHUM TIPO ESPECÍFICO DE TREM OU TECNOLOGIA DE ALTA VELOCIDADE; SEMPRE QUE POSSÍVEL FORAM UTILIZADAS ESPECIFICAÇÕES E NORMAS GENÉRICAS DE FERROVIA DE ALTA VELOCIDADE NO DESENVOLVIMENTO DE TODOS OS ASPECTOS DESTE ESTUDO DE VIABILIDADE, INCLUSIVE NESTE VOLUME. QUANDO SE FAZ REFERÊNCIA A UM TIPO DE TREM OU TECNOLOGIA DE ALTA VELOCIDADE, ISTO NÃO IMPLICA UMA PREFERÊNCIA OU RECOMENDAÇÃO POR PARTE DO CONSÓRCIO. TODOS OS TEMPOS DE VIAGEM SÃO APROXIMADOS E ESTÃO SÃO BASEADOS EM SIMULAÇÕES FEITAS PELO CONSÓRCIO; ESTÃO SUJEITOS A ALTERAÇÃO, DEPENDENDO DO TRAÇADO FINAL ADOTADO. TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 1 Visão Geral 1.1 Introdução ao Projeto TAV 1.1.1 Em 2008, Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) comissionou a Halcrow Group Ltd e a Sinergia Estudos e Projetos LTDA (conjuntamente o “Consórcio”) para preparar um estudo de viabilidade para uma linha ferroviária de alta velocidade (350 km/h) com 511 1 quilômetros, ligando as cidades do Rio de Janeiro, São Paulo e Campinas no Brasil. 1.1.2 O Consórcio empreitou estudos detalhados como segue: 1.1.3 Resumo Executivo; Volume 1: Estimativa de Demanda e Receita; Volume 2: Estudos de Traçado; Volume 3: Análise Econômica e Financeira, incluindo concessão; Volume 4: Operações e Tecnologia; Volume 5: Custo de Capital TAV; e Volume 6: Estudos Imobiliários A figura 1.1 mostra a interrelação geral entre cada volume. 1 Ao longo de todo este Resumo Executivo, o projeto é referido genericamente como TAV (Trem de Alta Velocidade) Página 1 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 1-1 Estudo TAV Levantamentos SP and RP Surveys SP e RJ Estimativa de Demand ande Revenue Demanda Receita Volume 1 Volume 1 Estudos de TAV Alignment Traçado TAV Optimization Volume Volume 2 2 Grade horária Timetabling Planejamento Operating Planning de Operação Simulação TAV Journey de Time Tempo deSimulation Viagem TAV Operação e Tecnologia Operating and Timetabling Volume Volume 4 4 Estudos imobiliários Real Estate – Volume 6 Volume 6 1.1.4 1.1.5 Software de Alinhamento Quantm Quantm Alignment Software Unit Cost Assumptions Premissas de Custo Unitário Ferrovia de Alta High Speed Rail Velocidade Engineering Parâmetros de Parameters Engenharia Custo de Capital TAVTAV Capex Volume 5 Volume 5 Financial Modo Financeiro Model Avaliação Econômica Economic Appraisal TAV Concession Concessão TAV Análise Econômica e Finance and Economics Financeira incluindo and concessão Concessioning 3 Volume Volume 3 Este volume apresenta os resultados do trabalho em Operações e Tecnologia, e está organizado como segue: Grade Horária e Operações (ver relatório separado); Estimativas de OPEX – Despesas Operacionais (ver relatório separado); e Tecnologia Ferroviária (este relatório). Este relatório está de grosso modo dividido nas seguintes áreas: Resumo de desenvolvimentos chave em ferrovia de alta velocidade; Resumo de desenvolvimentos individualmente por país; Resumo de fabricantes de trem de alta velocidade; e Uma breve revisão de outras tecnologias de alta velocidade. Página 2 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2 Introdução a Ferrovia de Alta Velocidade 2.1 Introdução 2.1.1 A tecnologia de ferrovias de Alta Velocidade teve avanços significativos na última década: a extensão de linhas de alta velocidade dobrou de pouco menos de 5.000 km em 1998 para quase 10.000 km em 2008, e espera-se que dobre novamente na próxima década; os serviços de ferrovia de alta velocidade obtiveram uma participação de mercado dominante em comparação aos aéreos para distâncias intermunicipais de 300 a 600 km, devido a serviços convenientes, confiáveis “apareça e vá”; as velocidades comerciais aumentaram de 270 para 300 km/h; e os fabricantes de material rodante estão lançando a próxima geração de trens, na maioria unidades múltiplas com melhor consumo de energia e potencial de velocidade de 350 a 400 km/h. 2.1.2 Este resumo descreve desenvolvimentos nas principais redes de alta velocidade, tendências em tecnologia de sistema, e então destaca algumas questões críticas que precisam ser considerados para o TAV Rio de Janeiro a São Paulo. 2.1.3 As partes remanescentes do relatório fornecem informações mais detalhadas a respeito do desenvolvimento das principais redes de alta velocidade, tendências em tecnologia de via e sistema, os tipos de material rodante disponível de diferentes fabricantes, e ao final um Anexo A sobre a tecnologia Transrapid, fornecida pela Transrapid. 2.2 Desenvolvimentos em Redes Ferroviárias de Alta Velocidade desde 1998 Japão 2.2.1 O Japão foi o iniciador das modernas ferrovias de alta velocidade, as quais continuaram sendo desenvolvidas com: a rede que agora se estende de ponta a ponta do arquipélago japonês e inclui 2.387 km de vias; foram introduzidos trens mais velozes, até 300 km/h e 350 km/h, e retirados os modelos pendulares (tilt) e mais antigos; a intensidade do serviço aumentou até os limites técnicos (3 min de intervalo entre trens) na rota da Japan Central Railways entre Kyushu e Hokkaido; e a Japan Railways alcançou a marca de transporte de 5 bilhões de passageiros em 2007, e transporta 820.000 passageiros/dia. França 2.2.2 A França foi o segundo país a introduzir ferrovias de alta velocidade e também continua desenvolvendo seus serviços TGV: 2.2.3 a intensidade de tráfego no TGV exigiu a introdução de veículos de dois andares, primeiro no serviço Paris-Lyon, e agora em outras LGV. A rede de LGV dedicadas estendeu-se para 1.550 km, como segue: LGV Sud-Est (Paris-Lyon) – 1981; LGV Atlantique (Paris-Le Mans e Tours) – 1990; LGV Rhône-Alpes (Lyon-Valence) – 1992; LGV Nord (Paris-Lille/Túnel do Canal) – 1993; Página 3 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 LGV Méditerranée (Valence-Marseille) – 2001; e LGV Est (Paris-Baudrecourt) – 2007. 2.2.4 Inter-operação em linhas convencionais estende o serviço TGV para mais de 60 destinos. 2.2.5 A SNCF já transportou seu bilionésimo passageiro. Alemanha 2.2.6 Desde 2007, os trens ICE alemães provem serviços numa rede de 6.965 km na Alemanha, dos quais 2.125 km são linhas novas ou modernizadas, com velocidades na faixa de 160300 km/h. A rede de AV foi desenvolvida predominantemente como uma rede de tráfego misto, mas a DB tem um plano a longo prazo de segregar os serviços de passageiros de alta velocidade de frete pesado, para reduzir custos excessivos de manutenção nas vias de alta velocidade. A DB e empreiteiros alemães também desenvolveram sistemas de via em laje de alto desempenho e projetos de chaves de alta velocidade. Itália 2.2.7 A Itália foi uma pioneira em operações ferroviárias de alta velocidade, com o serviço “Direttissima”, e desenvolveu o trem pendular Pendolino, e foi também uma das primeiras ferrovias a implementar o sistema ETCS nível 2 para controle de trens 2.2.8 A rede de alta velocidade agora tem uma extensão de 562 km. As rotas principais são: 2.2.9 Roma a Nápoles; Roma a Florença; Florença a Bolonha; e Milão a Bolonha. A topografia montanhosa exigiu 74 km de túneis na rota de 79 km de Bolonha a Florença, e os planos para a ligação à França (Turim-Lyon) incluem um túnel de 52 km de comprimento em baixo nível através dos Alpes. Espanha 2.2.10 A Espanha está atualmente construindo a maior rede de AV da Europa, usando bitola padrão (1.435 mm). 2.2.11 Foi o primeiro país a projetar uma nova LAV para operar a 350 km/h. Embora as operações comerciais estejam atualmente restritas a 300 km/h, existem planos para aumentá-los para 350 km/h mais para o final de 2009. 2.2.12 Em 2007, o trem Velaro estabeleceu um recorde mundial de velocidade de 404 km/h para um trem de “produção”. Reino Unido 2.2.13 Em 2007, a segunda fase da linha de alta velocidade do Túnel do Canal foi inaugurada no prazo e dentro do orçamento. Este projeto com financiamento privado, gerenciado pelo consórcio RLE, do qual a Halcrow é membro, traz serviços de TGV para o recém renovado terminal de St Pancras no centro de Londres. 2.3 Crescimento da Rede Européia 2.3.1 Na Europa, as linhas individuais construídas pelas ferrovias nacionais começam a ser ligadas para formar uma rede internacional, coordenado pela Comissão Européia através do programa TEN. Página 4 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 2-1: Rede Européia de Alta Velocidade Fonte: eixos prioritários e projetos 2005 TEN-T Tendências desde 1998 2.3.2 A década presenciou alguns desenvolvimentos e tendências tecnológicas significativas, que são discutidas de forma breve abaixo. Velocidades Maiores 2.3.3 As últimas duas décadas presenciaram aumentos contínuos nas velocidades atingíveis por trens de alta velocidade com rodas e trilhos de aço, como pode ser visto na seleção abaixo de “velocidades recordes” mostradas na Tabela 2.1. Tabela 2-1: Velocidades Recordes para Ferrovias de Alta Velocidade Ano País Veículo Ferroviário Velocidade (km/h) 1985 Alemanha Ocidental ICE 300 1988 Alemanha Ocidental ICE 406 1990 França TGV 515,3 1992 Japão Shinkansen 350 1993 Japão Shinkansen 425 1996 Japão Shinkansen 446 2006 Espanha MadridZaragoza AVE S 103 – Configuração ferroviária de produção 403,7 2007 França TGV – Especialmente construído 574,8 2.3.4 O TGV francês recentemente estabeleceu um novo recorde mundial para ferrovia de 574,8 km/h. Entretanto, isso foi com uma configuração ferroviária especialmente construída que não seria comercialmente viável. 2.3.5 Mais importante, as velocidades de serviço comercial, que requerem o desenvolvimento compatível de tanto material rodante quanto infra-estrutura, também aumentaram; foi introduzido 300 km/h em Frankfurt/Colônia na Alemanha e 320 km/h foi agora atingido no TGV Est na França. Página 5 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2.3.6 O Velaro espanhol demonstrou uma velocidade de recorde mundial para um trem de produção de 404 km/h. Os fabricantes estão agora introduzindo a última geração de configurações ferroviárias, capazes de cerca de 350-400 km/h. Velocidade máxima em testes Velocidade máxima em serviço comercial Figura 2-2: Evolução de velocidades máximas ©UIC 2005 2.4 Concorrência com Aéreo 2.4.1 A capacidade da ferrovia de alta velocidade de concorrer efetivamente com linhas aéreas de curta distância está confirmada pelas proporções modais observadas em muitos corredores na faixa de 300-600 km, ver Figura 2-4 abaixo. Página 6 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 100 25 Roma-Bologna, 358 km 50 Paris-Lyon, 430 km 75 Paris-London, 494 km Tokyo-Os aka, 515 km Paris-Bruxelles, 310 km Participação de Mercado de Ferrovia (%) Madrid-Sevilla, 471 km Stockholm -Goteborg, 455 km Paris -Am s terdam , 450 km Rom a-Milano, 560 km 0 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Tempo de Viagem (Horas) Figura 2-3: Proporção Modal Ferrovia/Aérea em corredores de 300km - 600 km Fonte: Barron/UIC 2.4.2 A Ferrovia de Alta Velocidade também é capaz de capturar significativa participação modal do automóvel em corredores interurbanos congestionados, como demonstrado pela experiência da introdução de serviços Thalys entre Paris e Bruxelas. 5 2 8 7 43 Coach 61 Plane Car Train 50 24 Antes de Thalys Depois de Thalys Figura 2-4 Parcela Modal no Corredor Paris – Bruxelas Fonte: Barron/UIC Coach = Ônibus 2.4.3 Plane = Avião Car = Automóvel Train = Trem Maiores detalhes sobre concorrência entre TAV e aéreo se encontram no Volume 1. Página 7 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2.5 Eficiência Energética e Emissão de CO2 2.5.1 O reconhecimento da importância do aquecimento global tem dado ênfase à redução do consumo de energia e emissão de dióxido de carbono. A ferrovia, mesmo a alta velocidade, é bastante mais vantajosa que aérea, como mostrado na Tabela 2-2. Tabela 2-2: Comparação de emissão de C02 entre Shinkansen e Aeronave Viagem entre Tóquio e Osaka 2.5.2 Modo Shinkansen Aeronave Tipo Tipo 700 Nozomi B777-200 Consumo de Energia/assento 120 MJ 720 MJ Emissão de CO2/assento 4,8 kg 48 kg Fonte: JR Central Relatório sobre Impacto Ambiental 2007 O consumo específico dos trens tem sido reduzido significativamente na medida em que os projetos tem melhorado, como ilustrado pelos dados abaixo da Japan Central Railways. Níveis de Consumo de Energia dos Trens Shinkasen Nota: Baseado em rodadas de teste entre Tóquio e Shin-Osaka Figura 2-5: Níveis de Consumo de Energia dos Trens Shinkansen 2.5.3 Melhoras de eficiência também tem sido registradas na Suécia, no serviço Estocolmo a Gotemburgo (455 km) Tabela 2-3: Melhoras de Eficiência Energética na Suécia 1994 - 2004 1994 2004 4h 25m 3h 05m 10 4 Loco + 8 vagões Vagão de Tração + 6 Vagões Fator de Carga (%) 44 52 Energia por assento km (Wh) 48 42 Energia por Passageiro km (Wh) 108 77 Tempo de Viagem Paradas Configuração 2.6 Segurança 2.6.1 A ferrovia de Alta Velocidade tem histórico muito bom quanto a segurança, as operações do Shinkansen japonês e do TGV tiveram zero fatalidades em operação de alta velocidade. Página 8 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2.6.2 Quando houve descarrilamento de trens, as carrocerias dos vagões mostraram desempenho de colisão muito bom, devido a modernos padrões de projeto, p.ex. em Grayrigg, RU em 2007, um Pendolino descarrilou a 150 km/h devido a falha num desvio frontal, e houve apenas uma fatalidade. 2.6.3 O maior número de mortes ocorreu em 1998 em Eschede, quando uma ICE descarrilou devido a rodas defeituosas com insertos de borracha, e colidiu com um viaduto a 200 km/h, o qual então caiu sobre o trem, causando 100 fatalidades. Não são mais usadas rodas com insertos de borracha em trens ICE. 2.7 Uso Duplo para serviços de Alta Velocidade intermunicipais e de Traslado de Aeroporto 2.7.1 Por motivos semelhantes, o uso duplo de serviços de alta velocidade intermunicipais e de traslado de aeroporto na mesma linha poderá ser problemático pelas seguintes razões: 2.7.2 As características operacionais de um traslado freqüente do centro de uma cidade para um aeroporto bloqueiam ou reduzem caminhos de trens disponíveis para os serviços de alta velocidade intermunicipais; e Caso muitos passageiros usem trens intermunicipais para a curta viagem do centro da cidade para o aeroporto, então os trens entre as cidades poderão operar com baixa utilização na maior parte do percurso, a menos que políticas de tarifas ajam como forte impeditivo. Podem ser encontrados exemplos no mundo todo, inclusive: A TGV Nord Route na França para no aeroporto Charles de Gaulle e fornece conexões rápidas para e de Paris, e também se conecta com serviços internacionais para o RU e Bélgica. O aeroporto também está conectado com a rede separada RER, que fornece conexões mais lentas para Paris, mas melhor conexão com outras rotas de transporte público. Os serviços TGV na França captaram a maior participação da demanda (80%+) do mercado aéreo interno, e também na rota Paris a Bruxelas. O Eurostar pelo Túnel do Canal captou cerca de 75% do mercado Londres a Bruxelas e pelo menos dois terços do mercado (maior) Londres a Paris. Os trens ICE de alta velocidade param na estação de Frankfurt, e fornecem uma conexão rápida para o centro da cidade de Frankfurt. Está na linha de alta velocidade de 177 km Colônia a Frankfurt, entre os quais a Lufthansa agora opera bilhetagem mútua com o DB. Em razão da distância relativamente curta da rota, a concorrência será com automóveis ao invés de serviços aéreos. Também há uma conexão separada do metro S-Bahn do aeroporto para a estação em trilhos separados, e uma grande estação de baldeação entre os serviços de trem local e de alta velocidade intermunicipais. Na Holanda, a nova linha de alta velocidade fornece conexões com o aeroporto de Schipol, e concorrerá com serviços aéreos internacionais. Uma conexão ferroviária separada NS para o aeroporto opera de várias localidades na Holanda. 2.7.3 Podem ser encontrados detalhes completos sobre os problemas associados a operar um serviço entre o Campo de Marte e o Aeroporto Internacional de Guarulhos no Anexo A deste Volume Parte 1. 2.8 Localização de estações terminais e acesso 2.8.1 É importante que uma conexão ferroviária de alta velocidade tenha tanto um terminal "central" que esteja bem localizado com bom acesso a transporte público para conexões a outras partes da cidade quanto uma localidade "periférica" com bom acesso à principal rede rodoviária e acesso a estacionamento. 2.8.2 HS1 no RU é um exemplo muito bom disso; tem uma ótima localização no centro de Londres em St Pancras, que é provavelmente a melhor estação ferrovia/metro conectada à Página 9 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 linha principal da capital, e que recentemente passou por uma renovação de £800 milhões. A estação de Ebbsfleet, a 23 milhas (37 km) de St Pancras, está próxima da principal rodovia orbital em volta de Londres (M25) e da principal rodovia ao sul do Rio Tamisa (A2), resultando numa grande área de captação daqueles que preferem dirigir ao invés de acessar a estação do centro em St Pancras. Ebbsfleet foi projetada para até 9.000 vagas de estacionamento. 2.8.3 A localização das estações também deve levar em conta os planos de municípios para o planejamento do uso de terrenos urbanos e regeneração econômica. Mais uma vez HS1 é um bom exemplo, com uma estação em Stratford, apenas poucos quilômetros de St Pancras. Essa estação agirá como foco para a regeneração urbana após os Jogos Olímpicos de 2012, juntamente com Ebbsfleet. 2.8.4 Em muitos países as principais estações terminais do centro da cidade foram adaptadas para dar acesso aos trens de alta velocidade. Algumas envolveram adaptar os trilhos existentes e encompridar plataformas. Outras envolveram construir a nova rota da linha de alta velocidade até a estação ou até através dela. Construir plataformas/trilhos elevados ou subterrâneos é significativamente mais caro do que adaptar uma estação existente ao nível da superfície. Uma estação subterrânea custa aproximadamente cinco vezes mais que construir uma estação no mesmo nível. 2.9 Via Lastrada 2.9.1 A experiência na construção e manutenção de vias lastradas para linhas de alta velocidade ao longo de várias décadas confirma; desempenho satisfatório depende de cuidadoso projeto, otimização de desempenho roda / trilho, componentes e construção da mais alta qualidade e manutenção intensiva; a necessidade de trilhos mais fortes (UIC 60), dormentes monobloco mais pesados (H75) e maior gradação de lastro; e a vital importância de condições de apoio altamente estáveis e muito uniformes, desde terraplenagem a estruturas. 2.9.2 As normas são suficientemente bem desenvolvidas para fornecer desempenho adequado. 2.9.3 Tem havido problemas com “vôo de lastro”; a turbulência do ar causada por trens de alta velocidade tem sido suficiente para levantar pedras de lastro individuais do leito de lastro. Essa pedra é então acelerada pelas correntes de ar, e impactam o leito de lastro e deslocam outras pedras, levando a uma reação em cadeia. Pedras de lastro ejetadas a alta velocidade causam danos graves a vias, trens e pessoas ou objetos nas proximidades. Conquanto os franceses dizem ser capazes de gerenciar esse problema, os coreanos decidiram usar vias sem lastro para estender sua rede de alta velocidade. 2.10 Via em Laje 2.10.1 Tem havido uma expansão na quantidade de vias sem lastro em laje usada para linhas de alta velocidade e várias foram construídas substancialmente em vias sem lastro, inclusive; 2.10.2 HSL – Zuid, Holanda Frankfurt – Colônia, Alemanha Taipei – Kaoishung, Taiwan Beijing –Tianjin, China, Nürnberg – Ingoldstatt, Alemanha Takasaki a Nagano, Japão A via em laje tem várias vantagens operacionais em relação a via lastrada; Página 10 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2.10.3 2.10.4 qualidade de alinhamento muito boa, levando a rolamento excelente e baixas cargas em material rodante; estabilidade de alinhamento a longo prazo; baixo desgaste de trilho e fixações; ambos os fatores acima reduzem custos de manutenção e aumentam a disponibilidade de operações; e minimiza a deterioração de apoio de via (terraplenagem e pontes). Mais importante, o uso de via em laje também oferece vantagens em termos de operação: capacidade de permitir maior deficiência de inclinação para velocidades entre 250 Km/h e 300 Km/h, significando que curvas com velocidade restrita podem ser aumentadas e/ou podem ser usadas curvas mais fechadas; e capacidade de acomodar frenagem com corrente parasita sem restrição e forças longitudinais maiores significa que podem ser usados gradientes mais inclinados. Isso significa que podem ser usados parâmetros mais agressivos, conforme mostrado na Tabela 2-4 de comparação das novas linhas entre Frankfurt-Colônia (via em laje) e Hanover-Würzberg (via lastrada), ambas projetadas para 300 Km/h. Tabela 2-4: Via Lastrada verso Via em Laje Parâmetro NBS Frankfurt-Colônia 2.10.5 Wurzberg (Via em Laje) (Via Lastrada) Gradiente máximo 40/1.000 20/1.000 Raio de curva mínimo 3.350 m 7000 m Inclinação máxima 170 mm 65 mm Proporção de pontes 9% 3% Proporção de túneis 37% 21,5% A escolha de via em laje permitiu que fosse reduzida a proporção de túneis e pontes – que levou a substanciais reduções de custo. Os engenheiros de projeto estimaram em 1992 que isso levaria a uma economia global de 15% do custo total de construção. Entretanto, isso só foi possível porque essas linhas foram projetadas para uma velocidade máxima de 250 Km/h a 300 Km/h. Para uma velocidade de projeto máxima de 350 Km/h, atualmente não há melhora permitida nos TSIs para via em laje contra via lastrada em termos dos valores de deficiência de inclinação máximos permitidos. Página 11 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 High Speed = Alta Velocidade Freight Trains = Trens de Carga Figura 2-6: Uso de Via Lastrada na Alemanha Fonte RailOne AG 2.11 Terraplenagem 2.11.1 É provável que na travessia da planície costeira fora do Rio de Janeiro e das bacias hidrográficas na chegada a São Paulo sejam encontradas más condições de solo, as quais exigirão que os recalques sejam cuidadosamente controlados para assegurar a manutenção dos padrões de alinhamento. A experiência com condições semelhantes no High-Speed 1, HSL Zuid e em Beijing-Tianjin mostra que podem ser projetadas e instaladas estruturas de balsa com estacas para fornecer apoio estável para ferrovias de alta velocidade. 2.12 Túneis 2.12.1 Existe agora bastante experiência na construção de LAV através de longos túneis. As normas de projeto foram aprimoradas para assegura segurança no caso de incêndio. Isso agora normalmente exigiria que qualquer túnel ferroviário comprido fosse construído como perfuração dupla, com passagens transversais regulares que permitam fuga e resgate/combate de incêndio. 2.12.2 Os túneis também devem ser usados para acesso às conurbações com alta densidade demográfica, como projetados para a conexão High Speed 1 a St Pancras no coração de Londres e planejado para a nova conexão ICE de Stuttgart. 2.12.3 A escolha do método de abertura dos túneis e a escolha do maquinário dependerá dos resultados da investigação das condições do solo. Existem três tipos principais de métodos de construção – corte e cobertura, máquinas de perfuração de túneis (TBM) e construção manual, usando uma variedade de equipamentos mecânicos. O método e projeto mais econômicos variarão em função da localidade e país. A segurança e facilidade de construção serão determinantes chaves na escolha do método. O Anexo A fornece uma breve descrição das diferentes tecnologias disponíveis para abertura de túneis. 2.12.4 Túneis usados podem podem de corte e cobertura são rasos, próximos da superfície, e também podem ser na chegada a túneis perfurados mais profundos. Algumas estações também ser construídas usando essa técnica. Túneis ferroviários perfurados profundos ser de duas perfurações com via única ou uma perfuração, muito maior, de via Página 12 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 dupla. Máquinas de perfuração de túneis são custosas para projetar e construir, mas se justificam se houver longos túneis a serem construídos ou vários túneis mais curtos com projetos semelhantes. Existe uma diversidade de TBMs para diferentes condições de solo. 2.12.5 O Novo Método Austríaco de Construção de Túneis (NATM) é uma filosofia de construção de túneis usando construção manual/equipamentos mecânicos. A idéia básica é utilizar a tensão geológica da massa de rocha circundante para estabilizar o túnel em si. Podem ser usados diferentes tipos de revestimento dos túneis, e o projeto pode ser alterado na medida em que os engenheiros monitoram o andamento do túnel. Esse método pode levar a um custo menor para túneis curtos. 2.13 Fonte de Tração e Energia 2.13.1 Para as velocidades requeridas, e lembrando os prováveis aumentos de preço no médio prazo de combustíveis de hidrocarbonetos, a tração elétrica é atualmente a opção recomendada em bases tanto comercial, técnica quanto de sustentabilidade. 2.13.2 A maioria das linhas de alta velocidade adotaram sistemas de alimentação de linhas aéreas de 25 kV, 50 Hz CA como o padrão de eletrificação. Essa é a recomendação, em razão de prover soluções econômicas e bem comprovadas para fornecer a alta energia necessária para operação de alta velocidade em terreno montanhoso. 2.14 Equipamentos de Linhas Aéreas e Pantógrafo 2.14.1 O fator limitante na velocidade de operação não é mais a interação roda/trilho, mas sim a interação pantógrafo/catenária. O critério limitante é que a velocidade de operação não deverá exceder 70% da velocidade de propagação de onda na catenária. 2.14.2 Estão disponíveis projetos de catenárias para operar até 350 km/h, e para maiores aumentos significativos a expectativa é de que sejam necessárias melhoras nas propriedades metalúrgicas/mecânicas para o fio de contacto. 2.14.3 Em altas velocidades, o ruído causado por pantógrafos poderá vir a ser uma grande perturbação que necessite atenuação. 2.14.4 O Volume 5, Anexo B, inclui um relatório preparado por especialistas da Halcrow, que descreve as características do sistema de Eletrificação sendo proposto para o TAV. O Custo de Capital descrito no Volume 5 baseia-se neste estudo. 2.15 Controle 2.15.1 Para velocidades superiores a 300 km/h, são essenciais controle automático dos trens e sinalização na cabine. Existem sistemas bem desenvolvidos disponíveis de fabricantes de sistemas tanto Japoneses quanto Europeus. 2.15.2 O Volume 5, Anexo C, inclui um relatório preparado pela empresa especialista Alemã ISV, que descreve as características do sistema de Sinalização e Telecomunicações sendo proposto para o TAV. O Custo de Capital descrito no Volume 5 baseia-se neste estudo.. 2.16 Material Rodante de Alta Velocidade 2.16.1 Existe uma gama de trens de alta velocidade em diferentes configurações disponíveis de fabricantes na Europa, Japão e outros lugares, como mostrado na Tabela 2.3 abaixo Isso significa que há uma opção de configuração para atender as necessidades de serviço que serão determinadas a partir dos estudos econômicos. 2.16.2 Conquanto no passado os trens de alta velocidade foram geralmente construídos com vagões de tração nas duas pontas, a maioria dos principais fabricantes estão introduzindo uma nova geração de trens baseados em unidades múltiplas, oferecendo maior velocidade e utilização de passageiros e configurações flexíveis. Página 13 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2.16.3 A nova geração de configurações ferroviárias está marcada pela adoção de tração distribuída, ao invés de tração concentrada em vagões de tração. Isto tem várias vantagens: a distribuição da potência de tração e frenagem em mais eixos permite maior esforço de tração dentro da limitação de atrito de rodas de aço sobre trilho de aço. permite que uma porção maior de energia seja recuperada através de frenagem regenerativa; pode ser usada uma porção maior do comprimento do trem para acomodar passageiros e auferir receita; e cargas menores por eixo. 2.16.4 A desvantagem é que os diferentes componentes de tração estão distribuídos ao longo do comprimento do trem, de forma que vagões individuais não são idênticos, e configurações viáveis de trens dependem das soluções técnicas de diferentes fabricantes. Por exemplo, os novos trens AGV a serem construídos pela Alstom podem ser configurados com 7, 8, 11 ou 14 vagões, o que forneceria capacidades de 250 a 650 passageiros. A análise operacional apresentada na Parte 1 deste volume recomenda dois tipos de trem com uma capacidade de 458 para serviços Expressos, e 600 para serviços Regionais. A recomendação de configuração com múltiplas unidades dependerá do grau de flexibilidade exigido para lidar com o crescimento previsto de tráfego. 2.16.5 O Anexo B mostra uma seleção de TAVs de vários fabricantes, em termos de sua configuração, desempenho e consumo de energia. 2.17 Carga por Eixo e Massa Não-suspensa 2.17.1 Os danos à via dependem da carga por eixo, mas são ainda mais sensíveis à massa nãosuspensa do sistema rodas/eixos/truque (Tanaka demonstrou que uma redução de 1 kN em massa não-suspensa é tão benéfica quanto uma redução de 10 kN em carga por eixo). 2.17.2 Projetos aprimorados agora significam que as novas gerações de trens são capazes de operar a 350 km/h sem aumento de cargas de impacto na via e taxas de deterioração. 2.17.3 Recomenda-se que ao estabelecer as especificações de desempenho para material rodante, o efeito dinâmico de massa não-suspensa deva ser um dos critérios de avaliação, bem como carga por eixo. 2.18 Vagões de passageiros de dois andares 2.18.1 A maioria dos atuais trens de alta velocidade disponíveis são versões de um andar; entretanto o Alstom TGV Duplex é um trem de dois andares. Essa versão do TGV opera a velocidades de até 320 km/h, e tem uma capacidade de 545 assentos, o que é 168 a mais que algumas outras versões de um andar. 2.18.2 A única outra versão disponível de dois andares de alta velocidade intermunicipais é o Talgo 22. Esse trem tem uma velocidade máxima de 200 km/h, e tem uma capacidade de 350 passageiros sentados e 240 em pé. 2.18.3 A necessidade de trens de dois andares dependerá do resultado de previsões de tráfego e estudos de percepção de passageiros, mas poderia ser uma opção para serviços Regionais de TAV que estejam servindo vazões de alta capacidade. 2.19 Articulação 2.19.1 Os veículos articulados têm um único truque posicionado entre vagões adjacentes, ao invés de terem um sob cada ponta dos veículos individuais. Devida à posição resultante fora da área de passageiros, esta disposição potencialmente elimina a maior parte das vibrações e ruído causados dentro dos vagões pela operação nas vias. Página 14 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2.19.2 Outros grandes benefícios a mais desta disposição de suspensão de veículos são: diferentemente de veículos convencionais, em que os sistemas de suspensão precisam ser encaixados na área restrita abaixo do piso, as disposições de suspensão nesses trens estão localizadas entre os corpos dos veículos, fornecendo espaço para unidades apropriadas de suspensão a ar, melhorando ainda mais o desempenho do rolamento. esta disposição permite um piso mais baixo na área de passageiros, dando um compartimento espaçoso e um centro de gravidade mais baixo, melhorando ainda mais o rolamento estabilidade; e como ambos os veículos estão mecanicamente fixados ao ponto comum de suspensão, a configuração do trem está efetivamente juntada, melhorando em muito o desempenho em estabilidade e resistência a batidas. O desempenho de arrancada e frenagem do trem também é melhor do ponto de vista do passageiro, já que a ausência de acoplamentos entre veículos exclui choques longitudinais. 2.19.3 O uso de uma arquitetura articulada significa que há uma redução do número de truques necessários para o trem. Numa típica configuração de 8 vagões, um trem de vagões separados tem 16 truques, enquanto com o trem articulado existem 13 truques. Reduzindo o número de truques resulta em uma razoável economia de custo de manutenção. 2.20 Frenagem 2.20.1 Devido ao considerável aumento de elevação na travessia da Serra das Araras, são inevitáveis longas descidas íngremes. Requisitos de segurança exigem frenagem altamente confiável nestas circunstâncias. Recomenda=se que sejam exigidos múltiplos sistemas redundantes de frenagem (além de frenagem regenerativa) nas especificações de desempenho para os trens, comprovados através de análise RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, Safety = Confiabilidade, Disponibilidade, Manutenibilidade, Segurança). 2.21 Frenagem Regenerativa 2.21.1 A experiência no RU tem mostrado economias de energia entre 15% e 17% para veículos usando frenagem regenerativa. Ao utilizar este sistema, há também menos desgaste dos componentes de frenagem por atrito, estendendo assim a periodicidade de substituição e reduzindo custos de manutenção. 2.21.2 Para obter os melhores retornos da frenagem regenerativa, o sistema completo deve ser projetado para acomodar a energia devolvida na frenagem de trens. Isto incluirá a capacidade do sistema de distribuição de aceitar a alimentação reversa, bem como a partição do sistema para assegurar, tanto quanto possível, que estejam disponíveis cargas para aceitar a energia regenerada. 2.21.3 Recomenda-se que ao estabelecer as especificações de desempenho para sistemas de energia e material rodante, deva ser exigida frenagem regenerativa, e a otimização global do consumo de energia deva ser atingida através dos requisitos de integração do sistema. 2.22 Maglev 2.22.1 Foram desenvolvidos dois sistemas para uso em alta velocidade de distâncias médias a longas, o Transrapid alemão e o JR Maglev japonês. Os sistemas de levitação magnética também têm aumentado progressivamente em velocidade, como mostrado na Tabela 2-6. Tabela 2-5: Velocidades Maglev Página 15 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 2.22.2 Ano País Maglev Velocidade (km/h) 1987 Japão MLU001 (tripulado) 400,8 1988 Alemanha Ocidental TR-06 412,6 1989 Alemanha Ocidental TR 07 436 1993 Alemanha TR 07 450 1994 Japão MLU002N 431 1997 Japão MLX01 550 km/h 1999 Japão MLX01 552 km/h 2003 Alemanha TR 08 501 km/h 2003 Japão MLX01 581 km/h O sistema Transrapid foi construído e colocado em serviço comercial como traslado entre a Estação de Long Yang Road no novo distrito financeiro de Xangai e o Aeroporto Internacional de Pudong, conforme mostrado na Figura 2-7. Página 16 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 2-7 Maglev de Xangai Extensão da rota 30 km Tempo de viagem 8 minutos Intervalo entre trens 10 minutos Estações 2 Veículos 3 (5 seções cada) Fonte Transrapid AG Million Passenger 5 4,29 Mio 4,04 Mio 2007 4 2006 3,13 Mio 3 2005 2,16 Mio 2004 2 1 0 1 Month Jan 5 9 Feb 13 Mar 17 Apr 21 May 25 Jun Million Passenger = Milhões de Passageiros 29 Jul 33 Aug 37 Sep 41 Oct 45 Nov 49 Dec Month = Mês Figura 2-8: Tráfego Acumulado de Passageiros no Maglev de Xangai (Fonte: Transrapid) 2.22.3 De acordo com a operadora SMTDC, o número de passageiros usando o primeiro sistema mundial em operação comercial de Aeroporto tem crescido continuamente desde o início Página 17 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 das operações comerciais em 1º de julho de 2004, conforme mostrado na Figura 2-8. Reporta-se ter sido atingido uma disponibilidade operacional de 99,94 %. 2.22.4 Dois projetos na Alemanha para conexões TransRapid Maglev entre Berlim e Hamburgo e Munique – Aeroporto Joseph Strauss de Munique chegaram à etapa de planejamento avançado, mas foram cancelados devido a aumentos de custos. 2.22.5 O sistema japonês agora tem uma pista de teste extensa em Yamanashi, que se propõe estender para prover um elo de traslado entre Tóquio e Nagoya, que poderá finalmente ser estendida para Osaka. 2.22.6 Um trem Maglev pode seguir um traçado que muito mais íngreme (até 100 %) e perfazer curvas mais fechadas (desde raio de 855 m a 200 km/h a raio de 6.455 m a 550 km/h – fonte Transrapid). Isto significa que um traçado maglev seria completamente diferente ao de um para um TAV com roda de aço/trilho de aço, e necessitaria um procedimento diferente para aprovação de projeto e planejamento. Por essas razões Maglev não foi ativamente considerado no desenvolvimento do TAV. 2.22.7 As vantagens do Maglev são: 2.22.8 alta aceleração e desaceleração com tempos de viagem ponto a ponto comparáveis a aérea; baixo ruído e impacto ambiental; alta capacidade; e traçados podem evitar áreas ambientalmente sensíveis e reduzir comprimentos de túneis e pontes. Há também significativas desvantagens de sistemas Maglev: limitações operacionais da construção de linhas de traslado; dificuldade de conseguir conectividade; custo de capital; e acesso a centros de conurbações ainda requer vias elevadas ou longos túneis para os quais não há experiência prévia de serviço. 2.23 Certificação de Segurança 2.23.1 A introdução de ferrovias de alta velocidade requer que a segurança seja verificada de forma autônoma antes da autorização de serviço. As disposições públicas jurídicas/administrativas para certificação de segurança têm variado: em algumas instâncias (Alemanha, RU) a aprovação de segurança tem sido dada sob os auspícios dos órgãos de aprovação existentes, em outros casos (Taiwan, Túnel do Canal) foram estabelecidas disposições administrativas especiais. 2.23.2 É importante assegurar que as disposições de certificação forneçam certificação efetiva de segurança, mas não imponham demandas técnicas desnecessariamente onerosas ou ônus burocráticos sobre as empresas realizando a construção e operação das novas linhas de alta velocidade, como aconteceu no caso tanto do Túnel do Canal quanto do HSL Zuid. Página 18 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 3 Bélgica 3.1 Resumo e Lições aprendidas 3.1.1 As seções a seguir detalham desenvolvimentos de ferrovias de alta velocidade em países individuais, a começar com a Bélgica. As linhas de alta velocidade belgas interligam-se com várias outras ferrovias européias de alta velocidade, conforme mostrado na Figura 3-1 e Tabela 3-1. Figura 3-1: Linhas Belgas de Alta Velocidade © Infrabel Tabela 3-1: Linhas Belgas em operação e Construção Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Bruxelas – Fronteira francesa 300 1997 72 Leuven – Liège 300 2002 65 Linha Em operação Total km = 137 Em construção Liège – Fronteira alemã 260 2008 36 Antuérpia – Fronteira holandesa 300 2008 36 Total km = 72 3.1.2 O TGV Est entre Bruxelas e a fronteira alemã tem 139 km de extensão. Entre Bruxelas e Louvain, a linha foi quadruplicada, permitindo que serviços ICE e TGV operem a velocidades de até 200 km/h, usando as vias internas, enquanto os serviços locais usam as vias externas. De Louvain a Bierset, foi construída uma nova linha ao lado da rodovia E40. De Liege, o túnel Soumagne, com 6,5 km de extensão em via dupla, leva ao planalto Herve, onde os trens atingem 260 km/h na seção até a fronteira alemã. O TGV Nord acompanha o traçado existente de Bruxelas a Antuérpia (Anvers). Página 19 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 3.1.3 Para evitar a reversão de trens no terminal da estação de Antuérpia e para aumentar a capacidade, foi perfurado um túnel sob a cidade de Antuérpia e foram criados dois novos níveis de plataformas subterrâneas sob a arquitetura existente da estação de Amsterdã. Página 20 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 3.1.4 Foi construída uma nova linha de Antuérpia à fronteira holandesa, conectando com o HSL Zuid nos Países Baixos, e permitindo velocidades dos trens de até 300 km/h. 3.2 Sinalização e Controle 3.2.1 As ferrovias de alta velocidade da Bélgica usam o sistema francês TVM430, dispensando a necessidade de sinais ao lado da linha. Os condutores dos trens recebem informações sobre o caminho à frente e da velocidade máxima que podem correr por meio de equipamentos na cabina. Entretanto, em rotas clássicas, é usada sinalização padrão ao lado da linha. 3.2.2 O Thalys PBKA usa uma mistura de rotas novas e clássicas, e estão equipadas para operarem em sete diferentes sistemas de sinalização em suas viagens entre Paris, Bélgica, Holanda e Alemanha. 3.2.3 Para acomodar o uso de conjuntos do Thalys na nova linha HSL Zuid, todos os trens deverão ser equipados com o Sistema Europeu de Controle de Trem Nível 2 (ETCS), tendo sido o primeiro em 2007. Os conjuntos PBA serão equipados primeiro, e os restantes, incluindo os conjuntos PBKA, até 2009. 3.3 Frota de Material Rodante 3.3.1 A Thalys opera uma frota de 27 trens baseados no TGV, todos construídos pela Alstom. 3.3.2 Existem 17 trens de quatro tensões, designados PBKA (Paris-Bruxelas-Colônia-Amsterdã), datando do final da década de 1990. Seis pertencem a SNCF, sete a SNCB, dois a NS e dois a DB. Combinam vagões de tração estilo TGV Duplex de nova geração com reboques articulados TGV padrões. 3.3.3 Trem PBKA 3.3.4 tensões de alimentação (25kV 50Hz CA, 1,5kV CC, 3kV CC e 15kV 16,7Hz CA); sete sistemas de sinalização (TVM, KVB, ATB, TBL, TBL2, INDUSI, LZB); e cada trem tem oito motores de tração síncronos de CA, produzindo 8,800 kW, pesa 385 toneladas, tem 200 metros de comprimento e tem uma capacidade de 377 assentos. Adicionalmente, foram realocados dez conjuntos TGV Réseau de segunda geração de três tensões (com capacidade para 25kV CA, 3kV CC e 1,5kV), chamados PBA (ParisBruxelas-Amsterdã) para o serviço da frota própria de SNCF. Como outros trens TGV, a Thalys corre a 300 km/h (186 mph). Cada conjunto com 200 m de comprimento tem 377 assentos (120 em Confort 1/primeira classe), e pode operar em configuração acoplada. Página 21 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 3.3.5 Trem PBA três tensões de alimentação ( 25kV 50Hz CA, 1,5kV CC, 3kV CC); e quatro sistemas de sinalização (TVM, KVB, ATB, TBL). 3.3.6 EMUs (Trem Unidade Elétrico) Class 406 ICE3M multi-tensão de DB ligam Bruxelas com Colônia e Frankfurt várias vezes por dia desde dezembro de 2002, substituindo os tradicionais trens internacionais puxados por locomotivas. 3.4 Tração 3.4.1 A tensão de alimentação na infra-estrutura Infrabel é de 3 kV cc, necessitando trens multitensão em serviços internacionais. 3.4.2 Os planos para estender os serviços Thalys de Paris até Frankfurt via Colônia-Frankfurt Neubaustrecke, que abriu em dezembro de 2002, foram adiados porque os trens TGV não podiam manter velocidades de linha de 300 km/h usando 15kV CA na rota íngreme. 3.5 Operações 3.5.1 Com a conclusão da linha de alta velocidade LGV Belge de 88 km (55 milhas), aproximouse para 90 minutos por ferrovia os centros de Paris e Bruxelas. 3.5.2 A seção Leuven-Liège abriu em 2003, e é usada pelos trens do Thalys, serviços ICE3 de duas em duas horas da Alemanha para Bruxelas e, não usualmente para este tipo de linha, certos trens convencionais SNCB intermunicipais puxados por locomotiva na rota européia Oostende-Liège. 3.5.3 O serviço Thalys Paris-Bruxelas é o mais intenso entre duas capitais européias, com 28 trens em cada sentido por dia, de meia em meia hora nos dias de semana. Distribuição de passageiros por rota: Paris-Bruxelas 55.6% Paris-Bélgica (exceto Bruxelas): 8.9 % Paris Bélgica-Países Baixos 21.3 % Paris Bélgica-Alemanha: 11.8 % Outras 2.4% Perfil de cliente: 52 % viajantes de "Lazer" 48 % viajantes de "Negócios" 44 % mulheres 56 % homens 39 % 35 anos ou menos 79 % passageiros não deficientes Página 22 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 3.6 Operadoras 3.6.1 Bruxelas Midi é o centro para operações Thalys, com serviços freqüentes para Amsterdã, Colônia e Paris. Thalys é uma operação internacional de passageiros de alta velocidade com centro na estação de Midi em Bruxelas, oferecida conjuntamente por ferrovias belgas, francesas, holandesas e alemãs. Thalys pertence conjuntamente a SNCF (62%), SNCB (28%) e DB (10%). Os custos de construção estão mostrados na Tabela 3-2. Tabela 3-2: Custos de construção Linha Seção Custo de Construção (€; milhões) LGV Est LGV Nord Quadruplicação de Bruxelas-Louvain e LGV Louvain-Liège 1,350 LGV Liège-fronteira alemã 850 Modernizar Bruxelas – Antuérpia 130 Antuérpia – fronteira países baixos 460 Página 23 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 4 China 4.1 Introdução 4.1.1 O sistema ferroviário da China tem passado por uma fase massiva de modernização e expansão sob o plano decenal 2006 do Ministério de Ferrovias da China. Motivou a construção de ligações de trânsito rápido adicionais na capital, mas, além disso, linhas de alta velocidade estão em construção e desenvolvimento, incluindo o corredor BeijingTianjin, como parte de um projeto de construir 17.000 km (10.500 milhas) de novas ferrovias. 4.1.2 Adicionalmente, o trem maglev Transrapid em Xangai é o trem comercial mais rápido do mundo, a primeira, mais rápida e maior operação comercial de maglev. Foi um projeto Transrapid maglev por empreitada importado da Alemanha, capaz de uma velocidade operacional máxima de 430 km/h e uma velocidade não-comercial máxima de 501 km/h. Liga a Estação de Longyang Road em Xangai com o Aeroporto Internacional de Pudong de Xangai desde março de 2004. 4.2 Desenvolvimento de Ferrovias de Alta Velocidade na China 4.2.1 A República Popular da China introduziu serviços de trem de alta velocidade nas linhas principais em abril de 2007, quando a sexta aceleração nacional tornou possível usar 6.000 km de vias a velocidades de até 200 km/h. A principal operadora de serviços de trem de alta velocidade na República Popular da China é China Railway High-Speed (CRH). 4.2.2 No país inteiro, 250 trens agora podem operar a 200 km/h ou mais. Oficiais do Ministério de Ferrovias reportam que 850 km de vias de 18 linhas principais foram aprovados para operação de 250 km/h. Muitas vezes linhas de alta velocidade são compartilhadas com frete pesado, com até 5 minutos de intervalo entre trens. Página 24 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 4.3 Rede Ferroviária de Alta Velocidade da China 4.3.1 Os planos de ferrovias de alta velocidade da China estão baseados em quatro categorias. Linha Dedicada a Passageiros (PDL), sinônima de Ferrovia da Alta Velocidade. Existem quatro linhas PDL leste-oeste e quatro linhas PDL norte-sul, totalizando 7.000 km, projetadas no plano. Isto será a maior rede ferroviária de alta velocidade do mundo. Existem dois níveis de PDL na China. Primeiramente, 200~250 km/h, tanto para passageiros quanto frete, usada principalmente nos corredores importantes onde não existe ferrovia. Os planos de longo prazo têm previsão para novas linhas dedicadas de frete, permitindo que as PDLs sejam elevadas para velocidade máxima de 300 km/h. Em segundo lugar, 350 km/h sem qualquer frete. Linha intermunicipal, com velocidade máxima de 200-250 km/h, construída entre grandes conurbações. Ferrovias convencionais modernizadas, algumas das principais linhas de vias convencionais já estão modernizadas para uma velocidade máxima de 200 km/h, e pelo menos três seções são capazes de velocidade máxima de 250 km/h. Outras ferrovias são para tráfego misto, com padrão de 200~250 km/h, que não estão incluídas no plano PDL de longo prazo. Tabela 4-1: Operações Ferroviárias Chinesas de Alta Velocidade e Planos Futuros Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Qinhuangdao – Shenyang 200 2003 442 Jinan – Qingdao 200 2006 (teste) 330 Jinan – Qingdao 250 2006 (teste) 60 Linha Em Operação Total km = 832 [6.003 km p/ 200 km/h] Em Construção Beijing – Tianjing 300 2008 115 Wuhan - G Guangzhou - Shenzhen 300 2010 1.045 Shijiazhuang - Tai Yuan (Linha She-Tai) 250 2010 190 Zhengzhou – Xian 250 2010 454 Hangzhou - Ningbo - Fuzhou – Shenzhen 250 2010 1.600 Total km = 3.404 Planejada Beijing – Xangai 350 2010 1.320 Beijing – Wuhan 300 2010 1.100 Harbin – Dalian 250 2010 905 Tianjin – Qinhuandao 250 2010 260 Nanjung – Wuhan 250 2010 490 Total km = 4.075 Página 25 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 4.4 Rede de Linhas Dedicadas a Passageiros 4.4.1 Com exceção da Ferrovia de Passageiros Qinshen de Qinhuangdao a Shenyang, outras seções desta mega rede ainda em construção ou planejadas a partir de 2007 são as seguintes: Quatro linhas norte-sul: (PDL) Linha Beijing-Harbin via Tianjin, Qinhuangdao, Shenyang. Ramal: ShenyangDalian. Linha Qinghuangdao-Shenyang, via foi modernizada para ser capaz de 250 km/h em 2003 Linha Beijing-Xangai via Tianjin, Jinan, Xuzhou, Bengbu, Nanjing. Ramal: BengbuHefei. Bengbu-Hefei vias projetadas para MOR de 200-250 km/h tanto para passageiros quanto frete, linha principal de 350 km/h Linha Beijing-Hong Kong via Shijiazhuang, Zhengzhou, Wuhan, Changsha, Guangzhou, Shenzhen, infra-estrutura projetada para futuras operações a 350 km/h. Linha Xangai-Shenzhen via Hangzhou, Ningbo, Wenzhou, Fuzhou, Xiamen; Shanghai-Hangzhou-Ningbo parte projetada para 50 km/h, restante projetada para 200~250 km/h tanto para passageiros quanto frete. Quatro linhas leste-oeste (PDL) Linha Qingdao-Taiyuan via Jinan, Shijiazhuang, Shijiazhuang, Taiyuan linha projetada para MOR de 200~250 km/h tanto para passageiros quanto frete, outras projetadas para 200~250 km/h para passageiros. Xuzhou-Lanzhou via Zhengzhou, Xi'an, Baoji, Vias de 350 km/h. Linha Xangai-Chengdu via Nanjing, Hefei, Wuhan, Chongqing; Seção XangaiNanjing é parte da linha Beijing-Xangai com vias de 350 km/h, linha NanjingChengdu projetada para MOR de 200~250 km/h, tanto para passageiros quanto frete; seção Chongqing-Chengdu projetada para 350 km/h. Hangzhou-Nanchang-Changsha, 350 km/h. 4.4.2 Estas 8 Linhas totalizam 7.000 km. 4.4.3 Além das linhas em construção, as linhas abaixo estão na etapa preparatória para construção: Beijing-Xangai Harbin-Shenyang-Dalian Beijing-Wuhan via Shijiazhuang, Zhengzhou Xian-Baoji Hefei-Bengbu Hangzhou-Ningbo Wuhan-Chongqing Xiamen-Shenzhen Tianjin-Qinhuangdao 4.5 Projeto PDL Beijing e Tianjin 4.5.1 O novo corredor ferroviário entre os dois grandes centros Beijing e Tianjin, numa extensão de 115 km (72 milhas), reduzirá o tempo de viagem para apenas 30 minutos. 4.5.2 O corredor Beijing-Tianjin usa tecnologia ferroviária convencional, mas é a ferrovia mais rápida deste tipo no país. Quando iniciarem os serviços em 2009 (esperava-se abrir Página 26 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 coincidindo com a realização dos Jogos Olímpicos em 2008), será permitido aos trens operarem a 300 km/h, mas planeja-se aumentar a velocidade máxima da linha para 350 km/h. 4.5.3 A construção começou em julho de 2005, com uma expectativa de conclusão em 2007. 4.5.4 Estão sendo construídas inicialmente três estações, com o início dos serviços a partir de uma estação ferroviária Beijing Nan melhorada e modernizada. Existem estações intermediárias em Yizhuang e Wuging, com uma terceira planejada para Yongle. Em Tianjin, a linha usará a estação existente na cidade, que também é usada por trens das linhas Beijing-Harbin e Beijing-Xangai. Haverá plataformas adicionais para os trens de alta velocidade. 4.5.5 Para ajudar com o levantamento de recursos, o Ministério de Ferrovias da China lançou uma emissão de bônus ferroviários de ¥16m em outubro de 2006. Estes recursos levantados deverão ser investidos durante os planos de expansão da rede de 2006–10, e a rota Beijing-Tianjin também deverá tirar benefício disso. 4.6 Infra-estrutura 4.6.1 A linha de 116 km lesta sendo construída para operar a 350 km/h, e corre sobre solo aluvial que é sensível a recalque do terreno. Isto exige longos trechos de vai elevada e mais de 50 pontes 4.6.2 Devido à má qualidade do subsolo, mais de 100 km do total da via correrá sobre pontes de viga de vão único apoiada em estacas. 4.6.3 Toda a linha está lançada com trilhos de 60 kg/m sobre via em laje, construída conforme projeto de Bögl. 4.6.4 De forma a acomodar serviço intensivo na nova linha de alta velocidade, a estação de Beijing Nan está sendo desenvolvida novamente com cinco plataformas adicionais especificamente para a linha Beijing-Tianjin. Será feita em Beijing Nan uma conexão direta com a Linha 4 do Metrô. 4.6.5 Para passageiros chegando ao Aeroporto Internacional da Capital Beijing, será feita uma conexão com o metrô expresso, atualmente em construção na estação de Yizhuang. Um ramal da linha de alta velocidade poderá fornecer uma conexão direta com o centro da cidade de Beijing. 4.7 Material Rodante 4.7.1 A Siemens Transportation Systems está executando o contrato para novos trens de alta velocidade. São baseados nos trens ICE 3, que estão em serviço com DB (Ferrovias Alemãs) e na Espanha com RENFE. A construção dos três primeiros trens começou na fábrica da Siemens na Alemanha em outubro de 2006, e a partir de dezembro de 2006, começará a produção dos outros 57 conjuntos na China, em Tangshan Locomotive and Rolling Stock Works. O contrato vale €1,3 bilhões. Cada um será capaz de 300 km/h, e cada conjunto terá 200 m de comprimento, acomodando até 600 passageiros sentados em oito vagões. 4.7.2 Os novos trens terão carrocerias com largura de 3.625 mm – mais largos que os trens ICE 3 – permitindo a instalação de assentos 3+2 nos vagões de classe normal e assentos 2+2 na primeira classe. Os trens Velaro CHR3 terão um pacote de tração distribuída sendo metade dos eixos com tração e uma potência máxima de 8,8 MW. 4.7.3 Para lidar com as temperaturas extremas da China, os trens CHR3 estão sendo projetados para operar em temperaturas variando de -25°C a +40°C. O primeiro novo trem deverá ser entregue em março de 2008 para teste e treinamento dos condutores antes da data de abertura planejada de 2009. Página 27 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 4.8 Sinalização e Comunicações 4.8.1 Será construído um centro de controle para supervisionar as operações. O Ministério de Ferrovias está planejando instalar um Sistema de Controle de Trens chineses abrangendo todo o sistema, que será projetado para ser compatível com desenvolvimentos futuros em outros locais do país, e incorpora muitos dos princípios de ETCS. 4.9 Fonte de Alimentação 4.9.1 Três subestações fornecerão 25 kV CA à catenária aérea. 4.10 Operações 4.10.1 Uma característica da nova linha será um trem a cada três minutos, com 180 trens por dia entre as duas cidades, para estimular viagens suburbanas de alta velocidade. 4.11 Frota de Material Rodante 4.11.1 China Railway High-speed operará com diferentes configurações ferroviárias, cujos projetos foram todos importados de outras nações, CRH-1 a CRH-5. 4.11.2 CRH-1 a CRH-5 refere-se a uma série de trens unidades elétricas (configurações ferroviárias) na China. A intenção das CRH é de fornecer viagens rápidas e convenientes intermunicipais. CRH-1 derivada de Bombardier Regina CRH-2 derivada de E2 Series 1000 Shinkansen CRH-3 derivada de Siemens ICE3 CRH-4 designação reservada para futura construção local de CRH-2 de 300 km/h CRH-5 derivada de Alstom Pendolino ETR600 4.11.3 CRH1 e CRH5 são projetadas para uma velocidade de operação máxima de 200 km/h. Os projetos de CRH3 e CRH2 têm uma velocidade de operação máxima de 300 km/h. 4.11.4 Em 2006, a China descerrou a CRH2, uma versão modificada da série E2-1000 do Shinkansen japonês. Foi colocado um pedido para 60 conjuntos de 8 vagões em 2004, com os primeiros construídos no Japão e o restante na China. Durante a sexta melhorias de velocidades ferroviárias em 18 de abril de 2007, foram introduzidos 280 trens CRH (CRH1, CRH2 e CRH5) para serviço, e 514 trens CRH estavam operando ao final de 2007. 4.11.5 Algumas das configurações ferroviárias serão fabricadas localmente mediante transferência de tecnologia, um requisito chave para a China. As estruturas de sinalização, vias e apoio, software de controle e projeto de estações foram desenvolvidos localmente com conhecimentos estrangeiros, de forma que o sistema alega ser chinês. 4.12 Operações Tempos de Viagem 4.12.1 Os novos trens e os trilhos de alto padrão de Qinshen Passenger Railway fazem com que os trens D24 e D28 entre Shenyang e Qinhuangdao tenham o serviço ferroviário mais rápido (não-Maglev) da China, com uma velocidade média de partida a parada de 197,1 km/h. 4.12.2 Os novos trens reduziram tempos de viagem: Beijing a Xangai em duas horas, com um tempo de viagem de pouco menos que 10 horas para a viagem de 1.463 km; Página 28 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Xangai a Changsha (a capital da província de Hunan) em 90 minutos, para 7 horas e 30 minutos para a viagem de 1.199 km; Xangai a Nanchang (a capital da província de Jiangxi). Foram reduzidos pela metade os tempos de viagem; Um novo trem expresso sem paradas entre Beijing e Fuzhou, província de Fujian, reduziu o tempo de viagem de 33 horas e 29 min para menos de 20 horas; e A China também planeja introduzir mais sete serviços sem paradas intermunicipais, aumentando para 26 o número de trens expressos sem paradas. Página 29 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 5 Finlândia 5.1 Rede 5.1.1 O projeto ferroviário mais importante da Finlândia ao longo de duas décadas, a linha direta de alta velocidade de 63 km (39 milhas) de Kerava a Lahti abriu em setembro de 2006, incorporando-se à rede Pendolino. No longo prazo, fará parte de um serviço de alta velocidade Helsinque a São.Petersburgo 5.2 Infra-estrutura 5.2.1 Foi inaugurado um trecho inteiramente novo de linha ferroviária indo diretamente de Lahti a Kerava em 1º de setembro. O novo “atalho” é um maior projeto ferroviário na Finlândia em mais de duas décadas. Tem uma extensão de 63 quilômetros, e estão sendo construídas duas novas estações de passageiros ao lado do mesmo. 5.2.2 A nova via também servirá tráfego de passageiros e frete entre a Finlândia e a Rússia. Será capaz de receber os novos trens de alta velocidade que deverão começar a operar entre Helsinque e São Petersburgo nos próximos anos. 5.2.3 A via direta reduz o tempo de viagem de Helsinque a Lahti de 82 minutas a 48 minutos. A velocidade máxima para trens pendulares é de 220 km/h e outros trens de passageiros terão uma velocidade máxima de 160 km/h. 5.2.4 Os trens operando entre o leste da Finlândia e Helsinque também terão uma substancial economia de tempo. Ao mesmo tempo, a utilização da via direta liberará capacidade para novo tráfego nas linhas principais de Helsinque para o norte. 5.2.5 A nova via está construída na bitola larga Russa de 1.525 mm. 5.2.6 O custo total do projeto é cerca de 330 milhões de Euros. 5.3 Material Rodante 5.3.1 O Pendolino S220 representa a terceira geração da variante do trem pendular projetada e desenvolvida na Itália. Um trem unidade elétrico com baixa carga por eixo, o S220, foi desenvolvido pela Fiat (posteriormente Alstom) Ferroviaria. Foi uma adaptação do projeto ETR 460 usado na Itália para utilização na Finlândia pela Oy Transtech (Talgo) daquele país. Encomendado em três lotes (1992, 1997 e 2002), a frota Pendolino de VR agora consiste de 18 conjuntos. 5.4 Configuração Ferroviária 5.4.1 Cada trem consiste de seis vagões, com uma unidade de tração em cada ponta. Dos quatro vagões reboques, um contém os equipamentos elétricos de alta tensão que recebem a corrente elétrica de 25 kV, 50Hz dos fios aéreos, e o transformador de tração que transforma essa corrente em energia para o trem e seus sistemas internos. 5.4.2 Os assentos, nos vagões normais e de primeira classe, estão numa disposição dois + um, dando originalmente uma capacidade total de 264 passageiros, com dois para usuários de cadeiras de rodas (posteriormente aumentado para um total de 309). Página 30 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 5.5 Operações 5.5.1 Junho de 2003 marcou o início de 200 km/h operando entre Kerava e Tampere. A rede Pendolino programada a partir de 2007 é: Helsinque-Oulu Helsinque-Turku Helsinque-Jyväskylä-Kuopio Helsinque-Kouvola-Iisalmi-Kajaani Helsinque-Joensuu Página 31 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 6 França 6.1 Desenvolvimento de TGV na França 6.1.1 A idéia do TGV foi proposta pela primeira vez na década de 1960, depois do Japão ter iniciado a construção do Shinkansen em 1959. Em 1976, o governo francês levantou recursos para o projeto TGV, e a construção da ligne à grande vitesse (LGV) Sud-Est, a primeira linha de alta velocidade, começou logo depois. A linha foi designada como LN1, Ligne Nouvelle 1. O serviço TGV abriu para o público entre Paris e Lyon em 27 de setembro de 1981. 6.1.2 O sucesso da primeira linha levou a uma expansão da rede, com novas LGVs construídas no sul, oeste, norte e leste do país, incluindo: a LGV Atlantique (LN2) para Tours/Le Mans (construção iniciada em 1985, operação em 1989); a LGV Nord-Europe (LN3) para Calais e a fronteira belga (construção iniciada em 1989, operação em 1993); a LGV Rhône-Alpes (LN4), estendendo a LGV Sud-Est para Valence (construção iniciada em 1990, operação em 1992); e a LGV Méditerranée (LN5) para Marselha (construção iniciada em 1996, operação em 2001); a LGV Est de Paris a Estrasburgo foi inaugurada em 15 de março de 2007, e aberto ao público no verão de 2007. No primeiro mês de operação, mais de 1.000.000 de passageiros viajaram na linha; e linhas de alta velocidade baseadas em tecnologia LGV, ligadas à rede francesa também foram construídas na Bélgica, Países Baixos e Reino Unido. 6.1.3 Esses LGVs são construídos sem curvas fechadas e usam motores elétricos de alta potência, baixo peso por eixo, vagões articulados e sinalização na cabina. Os serviços TGV conectam-se com a Suíça através da rede francesa, com a Bélgica, Alemanha e os Países Baixos através da rede Thalys, e a rede Eurostar conecta a França e a Bélgica com o Reino Unido. Estão planejadas várias linhas, inclusive extensões dentro da França e para países vizinhos. 6.1.4 As viagens por TGV têm substituído em grande parte viagens aéreas entre cidades conectadas, devido a tempos menores de viagem (especialmente para viagens com duração menor que três horas), menos formalidades de check-in, segurança e embarque, e a localização conveniente de estações no coração das cidades. Em 28 de novembro de 2003, o TGV transportou seu bilionésimo passageiro. 6.1.5 O serviço Eurostar começou a operar em 1994, conectando a Europa continental com Londres através do Túnel do Canal com uma versão do TGV projetado para ser usado no túnel e no Reino Unido. A linha usou desde o início a LGV Nord-Europe na França. A primeira fase da linha British High Speed 1, ou Channel Tunnel Rail Link, foi concluída em 2003, e a segunda fase foi concluída na quarta-feira, 14 de novembro de 2007. Os trens mais rápidos levam 2 horas e 15 minutos de Londres a Paris e 1 hora e 51 minutos de Londres a Bruxelas 6.2 Rede 6.2.1 A rede ferroviária francesa de alta velocidade agora abrange 1.800 km de LGV (lignes ferroviaires à grande vitesse), pertencentes a RFF (Réseau Ferré de France) 6.2.2 As características das linhas individuais estão resumidas na Tabela 6-1 abaixo Página 32 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 6-1: Características das linhas Individuais Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km LGV Paris Sud Est 300 1981/1983 418 LGV Atlantique 300 1989/1990 294 LGV Contournement Lyon 300 1992/1994 121 LGV Nord – Europe 300 1994/1996 346 LGV Interconexão IDF 300 1994/1996 104 LGV Méditerranée 320 2001 257 LGV Est 320 2007 300 Linha Em operação Total km = 1.840 Em construção (Figueres ) Frontière - Perpignan 300 Haut-Bugey (melhoramento LC) 2009 24 2009 65 Contourrnement Nîmes – Montpellier 300 2012 70 LGV Dijon – Mulhouse 320 2012 140 Total km = 299 Planejada LGV Sud Europe Atlantique S 2013 120 LGV Bretagne - Pays de la Loire 2013 188 LGV Est - Européenne (Segunda fase) 2014/2015 100 LGV Poitiers – Limoges 2015 115 LGV Sud Europe Atlantique N 2016 180 LGV Bordeaux - Toulouse 2016 230 LGV Rhin - Rhône Br East (Segunda fase) 2015 / 2020 48 LGV PACA 2020 200 Interconexão Sud IDF 2020 40 LGV Bordeaux - Espanha 2020 230 LGV Lyon – Turim 2020 150 LGV Montpellier - Perpignan 2022 150 LGV Picardie 2022 250 LGV Rhin- Rhone Ramal S 2022 100 LGV Rhin - Rhône Ramal Quest 2022 85 LGV Paris - Lyon 2025 430 Total km = 2.616 6.2.3 Originalmente, as LGVs foram definidas como linhas permitindo velocidades maiores que 200 km/h (125 mph). Este limite foi posteriormente revisado para 250 km/h (155 mph). As Página 33 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 linhas de alta velocidade mais recentes permitem velocidades de até 320 km/h (200 mph) em operação normal. 6.2.4 Os TGVs também operam em vias convencionais, na velocidade normal máxima segura para essas linhas, até um máximo de 220 km/h (137 mph), que é uma vantagem significativa em relação a maglev. Conectando-se com linhas existentes, os TGVs podem servir muito mais destinos e podem acessar estações nos centros das cidades. Servem agora cerca de 200 destinos na França e no exterior. 6.3 Linhas em construção 6.4 LGV Perpignan-Figueres (prevista para abrir em 2009, serviço TGV 2012) LGV Rhin-Rhône (Lyon-Dijon-Mulhouse) (prevista para abrir em 2011) HSL-Zuid (Bruxelas a Amsterdã) (embora a via tenha sido concluída, não estará em operação antes de fins de 2008) Linha Haut-Bugey – reconstrução da linha Bellegarde - Bourg-en-Bresse para reduzir Paris-Genebra em 47 km e 20 minutos. Prevista para abrir em 2009. Linhas planejadas Lyon Turin Ferroviaire (Lyon-Chambéry-Turim), conectando à rede TAV italiana LGV Sud Europe Atlantique Tours-Bordeaux e LGV Bretagne-Pays de la Loire Le Mans-Rennes, estendendo a LGV Atlantique (também chamada LGV Sud-Ouest) Bordeaux-Toulouse-Narbonne Bordeaux-fronteira espanhola-Vitoria-Gasteiz e Irun LGV Poitiers-Limoges LGV Picardie (Paris-Amiens-Calais), cortando o canto da LGV Nord-Europe via Lille. Página 34 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 6-1: Rede TGV Fonte: UIC HighSpeed 2008 6.4.1 Na rede HSL, a velocidade máxima é de 300 km/h, embora algumas seções sejam limitadas a 270 km/h. A velocidade de 300 km/h também é atingida na Espanha, Bélgica, Japão, Grã Bretanha e Alemanha, e também será possível na Itália, Países Baixos, Coréia do Sul e Taiwan até 2007. 6.4.2 A próxima etapa será um aumento para 320 km/h na HSL da Europa Oriental, equivalente a 200 mph. 6.5 Linha de Alta Velocidade LGV na Europa Oriental, França 6.5.1 A “LGV Est Européen” abriu em junho de 2007, após 20 ano de desenvolvimento. 6.6 O Projeto 6.6.1 A linha de alta velocidade, com 300 km (186 milhas), constituindo a primeira fase, termina em Baudrecourt, a sudeste de Metz. Os 106 km (65,9 milhas) restantes até Estrasburgo, permanecerão como uma via convencional melhorada, limitada a 160 km/h, pendente de decisão futura sobre a segunda fase, que transformaria virtualmente a rota inteira em LGV. 6.6.2 Desde o início, o formato TGV significou que trens de alta velocidade eram compatíveis com a infra-estrutura existente, bem como LGV. Esta característica permitiu que o projeto Página 35 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 fosse dividido em duas fases, mas ainda capaz de obter substanciais benefícios apenas da primeira seção. Os serviços do TGV de Paris a Estrasburgo operam em vias convencionais por 22,5 km da Paris Gare de L'Est a Vaires, onde começa a configuração LGV. 6.6.3 Espera-se que levará no mínimo 15 anos de operação para a LGV Est retornar o investimento de €5,5 bil. A LGV agora é percebida como a ponta ocidental da linha de alta velocidade 'European Magistrale', através da Europa. 6.7 Construção 6.7.1 A nova linha é de via dupla com 1.435 mm, eletrificada em 25 kV CA, e construída para uma velocidade máxima de 350 km/h, embora os trens deverão operar a 320 km/h. Para prover conexões com linhas ferroviárias pesadas pré-existentes, inclusive a LGV Junction Est norte-sul entre Roissy-Charles de Gaulle e Marne-la-Vallée (para Disneylândia Paris), foram instalados 44 km adicionais de vias. 6.7.2 Com desvios de passagem para as plataformas, além de vias diretas, foram construídas três estações na própria LGV Est. Desenvolvidas em locais novos, pretende-se que as estações sirvam como terminais para estacionar e embarcar das áreas vizinhas. 6.8 Infra-estrutura 6.8.1 O projeto LGV é similar ao de linhas ferroviárias normais, mas com algumas diferenças chaves. Os raios das curvas são maiores de forma que os trens possam fazê-las em velocidades mais altas sem aumentar a força centrípeta sentida pelos passageiros. Os raios das curvas das LGVs tem sido historicamente maiores que 4 km. As novas linhas têm raios mínimos de 7 km para permitir futuros aumentos de velocidade, bem como o TAV. As LGVs são totalmente cercadas para evitar invasores. Não são permitidas passagens de nível, e as pontes sobre a linha têm sensores para detectar objetos que caiam sobre a via. Todos os cruzamentos da LGV são separadas por inclinação, usando viadutos ou túneis. 6.8.2 As linhas usadas apenas para tráfego de alta velocidade podem incorporar rampas mais íngremes que o normal, o que facilita o planejamento de LGVs e reduz o custo de construção da linha. A LGV Paris-Sud-Est tem rampas de linha de até 3,5%. A grande inércia de TGVs em alta velocidade permite-lhes subir rampas íngremes sem aumentar em muito seu consumo de energia, e também podem deslizar em rampas de descida. 6.8.3 O alinhamento das vias é mais preciso que em linhas ferroviárias normais, e o lastro está num perfil mais fundo que o normal, resultando em maior capacidade de carga e estabilidade de via. A via LGV é ancorada por mais dormentes de concreto por quilômetro que o usual, blocos mono ou duplos. Usa-se trilho pesado (UIC 60). A manutenção nas LGVs é feita à noite, quando não estão operando TGVs. 6.8.4 O diâmetro dos túneis é maior do que normalmente requerido pelo tamanho dos trens, especialmente nas entradas. Isso limita os efeitos de alterações na pressão do ar, o que poderia ser problemático a velocidades de TGV. 6.9 Fonte de alimentação Sistema de 25.000 V CA 6.9.1 6.9.2 A eletrificação em 25.000 V CA 50 Hz agora cobre 9.138 km da rede, inclusive toda a rede TGV. Este sistema oferece várias vantagens: subestações são muito mais distanciadas (aproximadamente a cada 80 quilômetros); e são suficientes transformadores simples conectados diretamente à grade elétrica nacional e catenárias mais leves, pois as correntes fornecidas são menores. Para a corrida de Recorde de Velocidade na LGV Est, a tensão de alimentação teve que ser aumentada para 33 kV para entregar potência suficiente ao trem. Página 36 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 sistema de 1500 V CC 6.9.3 Este sistema cobre 5.904 km de linha, localizada principalmente ao sul de Paris. Este sistema é caro e atingiu seus limites tecnológicos na década de 1950, e não é candidato para novas LAVs. Consequentemente, todos os TGVs são ao menos de duas correntes, o que significa que podem operar em 25 kV, 50 Hz CA nas linhas mais novas (inclusive LGVs) e em 1,5 kV CC nas linhas mais antigas. Os trens que atravessam a fronteira para a Alemanha, Suíça, Bélgica, Países Baixos e Reino Unido devem acomodar outras tensões, requerendo TGVs de três correntes e quatro correntes. 6.9.4 Os TGVs têm dois pares de pantógrafos, dois para uso em CA e dois para uso em CC. Ao passar entre áreas de diferentes fontes de tensão, placas de marcação lembram o condutor para chavear energia e pantógrafos. Os pantógrafos e controle da altura do pantógrafo são selecionados automaticamente, baseado no sistema de tensão escolhido pelo condutor. O trem desliza sobre a divisa entre diferentes tensões de energia. 6.9.5 Adicionalmente, está sendo criado um fundo de 19 conjuntos Alstom TGV POS (ParisOstfrankreich-Suddeutschland) para rotas estendendo-se além da França. Formadas a partir de vagões de um andar TGV Reseau reformados com 8 vagões, com novos vagões de tração de 3 sistemas, que têm uma melhor razão potência/peso quando comparados com conjuntos anteriores de TGV. 6.9.6 Os fios catenários são mantidos a uma maior tensão mecânica que as linhas normais porque o pantógrafo causa oscilações no fio. Nas LGVs, apenas o pantógrafo traseiro é levantado, evitando amplificação das oscilações criadas pelo pantógrafo dianteiro. O vagão de tração dianteiro é alimentado por um cabo que corre sobre o teto do trem. 6.9.7 Os trens Eurostar são suficientemente longos (400 metros) para as oscilações serem suficientemente amortecidas entre os vagões de tração dianteiro e traseiro, assim ambos os pantógrafos podem ser levantados, e não existe cabo de interconexão de alta tensão. 6.10 Sinalização 6.10.1 Utiliza-se TVM (Transmissão Voz-Máquina, ou transmissão via para trem) para informações de sinalização transmitidas aos trens através de pulsos elétricos enviados pelos trilhos, fornecendo velocidade, velocidade alvo, e indicações de parada/ida diretamente ao condutor por meio de instrumentos dentro da cabina. 6.10.2 A linha está dividida em blocos de sinal de cerca de 1.500 metros, com as divisas marcadas por placas azuis com um triângulo amarelo. Instrumentos no painel mostram a velocidade máxima permitida para o bloco atual do trem e uma velocidade alvo baseada no perfil da linha adiante. A velocidade máxima permitida é baseada em fatores tais como a proximidade de trens adiante, localização de cruzamentos, restrições de velocidade, a velocidade máxima do trem e a distância até o fim da LGV. Como os trens geralmente não podem parar dentro de um bloco de sinal, os condutores são alertados para reduzir gradualmente a velocidade vários blocos antes de uma parada obrigatória. 6.10.3 São utilizadas duas versões de sinalização TVM na LGV, TVM-430 e TVM-300. A TVM430, um sistema mais novo, foi primeiramente instalada na LGV Nord para o Túnel do Canal e Bélgica, e fornece mais informações aos trens que a TVM-300. Entre outros benefícios, a TVM-430 permite que o sistema de computador de bordo do trem gere uma curva contínua de controle de velocidade na eventualidade de uma ativação de frenagem de emergência, efetivamente forçando o condutor a reduzir a velocidade de forma segura, sem soltar o freio. 6.10.4 O sistema de sinalização é normalmente permissivo: permite-se que o condutor de um trem proceda a uma seção de bloco ocupada sem antes obter autorização. A velocidade é limitada a 30 km/h (19 mph) e caso a velocidade exceda 35 km/h (22 mph) é acionado o freio de emergência. Quando os trens entram ou saem de LGVs de linhas clássicas, passam sobre um sensor que automaticamente muda os indicadores do painel do condutor para o sistema de sinalização apropriado. Página 37 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 6.11 Estações 6.11.1 Os TGVs frequentemente usam vias e estações intermunicipais construídas para trens de velocidades mais baixas. Os projetistas das rotas de LGV tenderam a construir novas estações intermediárias em áreas suburbanas ou em campo aberto, distantes vários quilômetros das cidades, o que permite aos TGVs pararem sem incorrerem uma grande penalidade de tempo. Os serviços de LGV são vistos como uma vantagem econômica, e cidades provincianas têm sido sequiosas quanto a terem estações localizadas próximas delas, embora em alguns casos, tenham sido construídas estações no meio entre duas comunidades. 6.12 Frota de Material Rodante 6.12.1 SNCF opera uma frota de mais de 400 TGVs. Atualmente são operados sete tipos de TGV ou derivados de TGV na rede francesa; são os seguintes, resumidos na Tabela 6-2. TGV Sud-Est (passageiros) entre Paris e Lyon, e La Poste (frete), TGV Atlantique (com 10 ao invés de 8 vagões) TGV Réseau (similar a Atlantique, mas apenas 8 vagões) Eurostar (Londres – Paris/Bruxelas), TGV Duplex (dois andares para maior capacidade de passageiros), Thalys PBA e PBKA (países Benelux, derivados de Réseau e Duplex respectivamente), TGV POS (Paris-Ostfrankreich-Süddeutschland, ou Paris-Leste da França-Sul da Alemanha). Página 38 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 6-2: Trens TGV em Operação Tipo de Trem Velocidade Máxima Assentos TGV Sud-Est 270 km/h (168 mph) como construído 300 km/h (186 mph) reconstruído 345 TGV Atlantique 300 km/h (186 mph) 485 TGV Réseau 300 km/h (186 mph) 377 Eurostar 300 km/h (186 mph) 750 TGV Duplex 320 km/h (199 mph) 512 Thalys PBKA 300 km/h (186 mph) 377 TGV POS 320 km/h (199 mph) 357 Comprimento Peso Potência (a Largura Potência/Peso Total (toneladas) 25 kV) 200,2 m (657 pés) 237,5 m (780 pés) 200 m (656 pés) 393,7 m (1.293 pés) 200 m (656 pés) 200 m (656 pés) 200 m (656 pés) 2,81 m (9,2 pés) 385 6.450 kW 16,7 W/kg 2,90 m (9,5 pés) 444 8.800 kW 19,8 W/kg 2,90 m (9,5 pés) 383 8.800 kW 23,0 W/kg 2,81 m (9,2 pés) 752 12.240 kW 16,3 W/kg 2,90 m (9,5 pés) 380 8.800 kW 23,2 W/kg 2,90 m (9,5 pés) 385 8.800 kW 22,9 W/kg 2,90 m (9,5 pés) 383 9.280 kW 24,2 W/kg 6.13 Configuração e Articulação 6.13.1 Os TGVs são unidades múltiplas articuladas, semi-permanentemente acopladas, com truques entre os vagões, suportando ambos. Os vagões de tração em cada ponta dos trens têm seus próprios truques. Os trens podem ser encompridados acoplando dois TGVs, usando acopladores escondidos nos bicos dos vagões de tração. 6.13.2 As vantagens alegadas para a articulação são Melhor conforto, já que os truques não estão debaixo de nenhuma acomodação de passageiros; Melhor estabilidade ao operar em alta velocidade em razão do efeito de direção da articulação sobre os truques; e Custo reduzido, devido a menos truques/eixos. 6.13.3 Uma desvantagem da articulação é que é difícil dividir conjuntos de vagões. Conquanto os vagões de tração do TGV possam ser removidos dos trens por meio de procedimentos padrões de desacoplamento, são necessários equipamentos especializados de oficina para dividis vagões, levantando o trem inteiro de uma vez. 6.14 Futuros TGVs 6.14.1 SNCF e Alstom estão investigando novas tecnologias que poderiam ser usadas para transporte de alta velocidade na forma do AGV, automotrice à grande vitesse (unidade múltipla de alta velocidade). O projeto AGV possui motores abaixo de cada vagão. Estão sendo feitas investigações visando produzir trens com o mesmo custo dos TGVs atuais, com as mesmas normas de segurança. AGVs com o mesmo comprimento dos TGVs Página 39 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 poderiam ter até 450 assentos. A velocidade alvo é de 360 km/h. O protótipo de AGV foi descerrado pela Alstom em 5 de fevereiro de 2008. 6.14.2 No curto prazo, estão sendo considerados planos para aumentar a capacidade dos TGVs em 10% através da substituição dos dois vagões de tração centrais de um TGV duplo por vagões de passageiros. Esses vagões teriam truques motorizados abaixo deles, assim como o primeiro e último vagão do trem, para compensar a potência perdida. 6.15 Tecnologia TGV fora da França 6.15.1 A tecnologia TGV tem sido adotada em vários outros países, separadamente da rede francesa: AVE (Alta Velocidad Española), na Espanha; Korea Train Express (KTX), na Coréia do Sul; Acela Express, um trem pendular de alta velocidade construído pela Bombardier, participante no TGV, para os Estados Unidos, que usa tecnologia de motor do TGV (embora o resto do trem não tenha relação) O governo marroquino fechou um contrato de €2 bilhões para a empresa de construção francesa Alstom construir uma linha de TGV entre Tangier e Casablanca. O trem deve entrar em operação em 2013; A ferrovia de alta velocidade Buenos Aires-Rosario-Córdoba, na Argentina terá um TGV francês de dois andares (TGV duplex), operando a 320 km/h; e A operadora italiana de acesso aberto de alta velocidade Nuovo Trasporto Viaggiatori assinou com a Alstom para comprar vinte e cinco unidades múltiplas AGV de onze vagões (TGV de 4ª geração, operando a 360 km/h) para entrega a partir de 2009. Página 40 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 7 Alemanha 7.1 Introdução 7.1.1 A Alemanha tem uma extensa rede de serviços Ferroviários de Alta Velocidade, como segue: Hanover-Würzburg: 327 km (203 milhas), o primeiro e mais longo NBS. Com as posteriores melhoras em Nürnberg-Munique, isso cria uma rota em grande parte de alta velocidade para serviços Hamburgo-Munique; Stuttgart-Mannheim: 100 km (62 milhas). As chagadas a Mannheim e um layout do terminal em Stuttgart restringe a aceleração de tempos ponta a ponta para serviços diretos; Hanover-Berlim: 185 km (115 milhas) de nova construção, via Wolfsburg ao invés da rota ‘clássica’ por Magdeburg. Uma obra de engenharia simbólica após a reunificação; Colônia-Frankfurt am Main: 177 km (110 milhas). Severos gradientes assumem capacidade ICE3 ou melhor. Mais curto que a sinuosa rota pelo Reno via Koblenz que substitui em parte, este NBS também liga os aeroportos de Colônia/Bonn e Frankfurt Main. Alguns serviços têm códigos compartilhados com companhias aéreas, oferecendo conexões diretas com vôos. A nova conexão Aeroporto de Colônia/Bonn para estação foi parte do projeto global, mas não está numa seção de alta velocidade; e Nürnberg-Ingolstadt: 89 km (55 milhas). Construída quase inteiramente com via em laje, isto é uma rota mais curta que as linhas existentes, e oferece tempos reduzidos, juntamente com a melhora de 200 km/h de Ingolstadt-Munique. Desde dezembro de 2006, a linha oferece os primeiros serviços Regionais Expressos (operado por DB Regio), operando a até 200 km/h. Usando vagões Class 101 antes de IC, reduz em 48 minutos os anteriores tempos mais rápidos NürnbergMunique RE. Página 41 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 7-1: Rede alemã de Alta Velocidade Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Fulda - Würzburg 280 1988 90 Hannover - Fulda 280 1991 / 1994 248 Mannheim - Stuttgart 280 1985 / 1991 109 Hannover (Wolfsburg) – Berlim 250 1998 189 Colônia - Frankfurt 300 2002 / 2004 197 Colônia - Düren 250 2003 42 (Karlsruhe-) Rastatt - Offenburg 250 2004 44 Leipzig - Gröbers ( - Erfurt) 250 2004 24 Hamburgo - Berlim 230 2004 253 Nürenberg - Ingolstadt 300 2006 89 Linha Total km = 1.285 Em Construção Munique - Augsburg 230 2010 62 (Leipzig/Halle-) Gröbers - Erfurt 300 2015 98 Nurnberg - Erfurt 250 2017 218 Total km = 378 Planejada (Karlsruhe -) Offenburg - Basel 250 112 Frankfurt - Mannheim 300 81 Stuttgart - Ulm - Augsburg 250 166 Hamburgo/Bremen - Hannover 300 114 (Hannover - ) Seelze - Minden 230 71 (Frankfurt -) Hanau Fulda/Würzburg 300 126 Total km = 670 Página 42 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 7-1: Rede alemã de Alta Velocidade (ICE) Fonte: Hochgeschwindigkeitsverkehr in Deutschland – 15 Jahre Erfolg Eberhard Jänsch 7.2 Infra-estrutura 7.2.1 Apenas uma pequena parte da rede alemã de AV é dedicada a serviços de alta velocidade de passageiros; a “Rede da Alta Velocidade” consiste de uma mistura de linhas novas (NBS), melhoradas (ABS) e existentes. 7.2.2 Em razão da característica mista da rede alemã, apenas uma parte limitada da rede de AV é realmente capaz de operar em alta velocidade, como mostrado abaixo. Página 43 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final 40034-01 TAV-HA-OPE-REP- Figura 7-2: Capacidade em Velocidade da Rede ICE alemã Fonte : Jänsch 7.2.3 Desde 1985, foram construídas mais de 1.300 km de novas linhas, como mostrado. Figura 7-3: Construção de novas linhas (NBS) na Rede ICE alemã Fonte : Jänsch Página 44 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final 40034-01 Linha TAV-HA-OPE-REP- Tabela 7-2: Dados chaves de linhas de alta velocidade construídas na Alemanha Frankfurt Würzburg Mannheim Hannover Ebensfeld Nürnberg Colônia aM Hannover Stuttgart Berlim Erfurt Ingolstadt Düren Colônia Stuttgart Ulm Extensão km 327 99 264 mas só 153 km c/ 177 (Central) 122 velocidade 219 (total.) > 250 km/h Velocidade Máxima (km/h) 250 250 250 300 300 300 250 250 Gradiente Máx. 1,25 % N.D. N.D. 4,0 % N.D. 2,0 % N.D. N.D. Concluída 1991 N.D. 1997 2001 im Bau 2006 2003 N.D. Custo Capital € bilhões 5,9 2,3 2,5 6 4,583 3,6 NBS + ABS N.D. 1,5 Início do Planejamento 1973 N.D. 1991 1970, 1985 1993 1985 N.D. 1995 Início da Construção 1973 N.D. 1992 1995 16.04.96 1998 N.D. Não iniciado 214 53 18 29 (30 km) (6 km) (6 km) (12 km) 58 0 11 1628 m 1100 m 992 m N.D. 305 m — 470 m 61 15 30 22 (121 km) (31 km) (47 km) (41 km) 9 0 Túnel Mais Comprido 10.780 m 5380 m — 4500 m N.D. 7700 m — 8710 m Cortes 82 km 40 km N.D. 74,7 km N.D. 27 km N.D. N.D. Aterros 77 km 22 km N.D. 51,4 km N.D. 22 km N.D. N.D. Em Nível 17 km 0 km N.D. 42,1 km N.D. 0 km N.D. N.D. Pontes (%) 9% 6% N.D. 2,9 % 10% N.D. 0% N.D. Túneis (%) 37 % 31 % — 21,5 % 33,6% 33 % 0 %. N.D. Cortes (%) 25 % 40 % N.D. 33,6 % N.D. 33 % N.D. N.D. Aterros (%) 24 % 23 % N.D. 23 % N.D. 33 % N.D. N.D. Em Nível (%) 5% 0% N.D. 19 % N.D. 0% N.D. N.D. Via em Laje No No Parte 100% N.D. 75 km No N.D. ICE-Tipos Trens ICE 1, 2, 3, ICE 1, 2, 3, ICE 1, 2, 3 ICE 3 T T N.D. N.D. ICE 3, Thalys N.D. LZB LZB LZB N.D. Pontes Ponte Mais Comprida Túneis Sistema Controle LZB LZB 4 N.D. — LZB LZB Página 45 de 120 89 38 61,3 7 (27,1 km) TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final 40034-01 Frankfurt Würzburg Mannheim Hannover aM Hannover Stuttgart Berlim Colônia Linha TAV-HA-OPE-REP- Ebensfeld Nürnberg Erfurt Ingolstadt Colônia Düren Stuttgart Ulm Fonte Andre Werske 7.3 NBS Colônia Frankfurt Figura 7-5: Vista da NBS Frankfurt Colônia Figura 7-4: Rota da NBS Frankfurt Colônia ©Eisenbahingenieur20 Página 46 de 120 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 7.3.1 Esta nova linha desviou do traçado das rotas anteriores, que foram limitadas pela topografia sinuosa da garganta do Reno, e decidiu-se seguir de perto um corredor rodoviário existente através das encostas florestais das Montanhas Taunus. 7.3.2 Para conseguir esse ambicioso traçado, foram selecionados parâmetros baseados na utilização de via em laje ao invés de lastrada. Tabela 7-3: Utilização de Via Lastrada contra em Laje Parâmetro NBS Frankfurt-Colônia NBS Hanover Wurzberg (Via em Laje) (Via Lastrada) Gradiente máximo 40/1.000 20/1.000 Raio de curva mínimo 3.350 m 7.000 m Inclinação máxima 170 mm 65 mm Proporção de pontes 3% 9% Proporção de túneis 21,5% 37% 7.3.3 Isso permitiu que a proporção de túneis e pontes fosse reduzida em comparação com uma ferrovia mista convencional. Como pode ser visto na Tabela 7-4 acima, a proporção de vias em túneis e pontes é menor que outras NBS, e a proporção de linhas em nível é maior. Os engenheiros de projeto estimaram em 1992 que isso levaria a uma economia global de 15% do custo da construção. 7.4 Via 7.4.1 Para linhas convencionais (velocidades abaixo de 250 km/h) DB define a utilização de seções de trilho UIC 60 sobre dormentes pesados monobloco (Tipo B60) 7.4.2 Após extensa pesquisa e otimização de custos da vida total, DB adotou via em laje como obrigatória para todas as novas linhas de alta velocidade para velocidades acima de 250 km/h. Espera-se que o maior custo capital seja recuperado com economia de manutenção durante a vida de 60 anos da via. A economia resulta não apenas da eliminação de manutenção da via (socaria e esmerilhamento de trilho), mas também da redução de manutenção em veículos (esmerilhamento de rodas para corrigir a poligonalização de rodas). 7.4.3 Foram construídos cerca de 800 via-km de via em laje para a rede de AV na Alemanha, dos quais a linha inteira Frankfurt-Colônia foi construída como via em laje. Isso foi considerado uma decisão economicamente vantajosa para o projeto global, como discutido acima. 7.5 Frota de Material Rodante 7.5.1 Tem havido significativos desenvolvimentos na frota ICE desde que as versões de produção entraram em serviço da frota em 1991, como segue: Página 47 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 ICE 1 (Classe 401), velocidade máxima de 280 km/h (174 mph). Dois vagões de tração, mais 10–14 vagões com ‘Bord Restaurant’ característicos mais altos. Foram feitas modificações nas rodas após o desastre Eschede em junho de 1998. Houve reformas internas para casar com os padrões de equipamentos posteriores. ICE 2 (Classe 402), introduzida em 1995. Velocidade máxima de 280 km/h (174 mph). Um vagão de tração mais sete vagões, incluindo reboque de tração. Duas configurações permitem dividir serviços para destinos diferentes após operar conjuntamente nas rotas centrais. ICE 3 (Classe 403), introduzida em 1998. Velocidade máxima de 330 km/h (205 mph). Unidade múltipla de oito vagões. Faz parte da família Velaro da Siemens, que tem atraído pedidos de exportação da Espanha, Rússia e China. As melhorias introduzidas em ICE 3 incluem saias e carenagens de truques para tampar discos de freios e caixas de eixos, visando uma redução de 10% na resistência de rolamento. 7.5.2 Cada ICE 3 tem três tipos de equipamento de frenagem (regenerativa, disco e corrente parasita), com freios a disco montados nos eixos em truques sem tração, e discos montados nas rodas em cada eixo motorizado. As inovações internas incluem o primeiro sistema de ar condicionado sem utilização de produtos químicos no processo de resfriamento. 7.6 Trens Pendulares 7.6.1 ICE-T (Classes 411 e 415) introduzidas em 1998. Velocidade máxima de 230 km/h (143 mph). Sete e cinco vagões respectivamente. Visualmente similar ao ICE 3, mas com pontas menos chanfradas. A série T2 tem maior número de assentos e provisão reduzida de alimentação. A capacidade pendular é apropriada para rotas convencionais cheias de curvas, tais como Stuttgart–Zurique e partes da antiga RDA. 7.6.2 ICE-TD (Classe 605) introduzida em 1998. Velocidade máxima de 200 km/h (124 mph). Unidade múltipla a diesel com quatro vagões pendulares, com intenção de estender a rede ICE para rotas não eletrificadas de baixa densidade. Todas retiradas até 2003, devido a problemas de confiabilidade, essas unidades foram postas à venda no exterior, mas foram reintroduzidas intermitentemente na Alemanha. 7.7 Fonte de Alimentação 7.7.1 A fonte de alimentação na infra-estrutura DB é 15 kV CA em 16⅔ Hz. 7.8 OLE 7.8.1 Um trecho de 100 km da seção Göttingen-Hannover da NBS foi reequipada com um inusitado sistema catenária. A intenção do projeto catenária é de causar menor desgaste – utiliza-se fio de contacto de bronze ao invés de cobre, permitindo maior tensão na Catenária. Por sua vez, aumenta-se a rigidez da catenária, reduzindo os efeitos da ressonância. Permite-se que trens de teste corram nesta seção até 400 km/h. 7.9 Operações 7.9.1 A primeira linha de alta velocidade, de Hanover a Würzberg, foi originalmente planejada para operação com tráfego misto de passageiros e mercadorias. Pouco antes do comissionamento, isso foi mudado, e foi introduzida uma segregação temporal de tráfego de mercadorias e passageiros. Os trens de passageiros operam de 06:00 a 22:00, e o tráfego de mercadorias é restrito a 23:00 a 05:00, o que permite uma maior utilização da Página 48 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 rota de AV por serviços de passageiros, sem inter-operação com tráfego mais lento de mercadorias. 7.9.2 7.9.3 7.9.4 Desde então, DB Netz concluiu que é indesejável operar com tráfego misto: reduz-se a capacidade da rede; são necessários custosos desvios de ultrapassagem; e os vagões pesados de mercadorias causam degradação mais rápida da qualidade da via e aumentam o custo de manter a alta qualidade de alinhamento da via, que é necessária para operação de passageiros de AV, mas não para operação de frete. Em 1998, DB publicou uma proposta para melhorar a capacidade e confiabilidade da rede DB, sob o título “Rede 21”, que segregaria a rede de acordo com o tipo de tráfego. H-Netz, com 3.500 km, para tráfego de passageiros. G-Netz, com 4.500 km, para tráfego de frete. S-Netz, com 2.000 km, para tráfego suburbano. M-Netz, com 10.000 km, para tráfego misto. R-Netz, com 18.500 km, para serviços Regionais. Embora isso não esteja totalmente acordado e financiado, permanece como parte da estratégia de longo prazo de DB para sua rede. Figura 7-6: Crescimento de Passageiro.km transportado por trens ICE (bilhões por ano) Fonte Jänsch Página 49 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 8 Itália 8.1 Rede 8.1.1 A Itália foi uma pioneira na Europa em ferrovias de alta velocidade, e o lar original da família 'Pendolino' de trens pendulares que têm sido largamente adotados em vários países, para fazer melhor uso de vias convencionais (em oposição a construídas para alta velocidade). 8.1.2 A abertura das linhas Alta Velocità Milão-Bolonha e Bolonha-Florença concluirá em grande parte a perna norte-sul da rede italiana de alta velocidade, adicionando capacidade extra muito necessária. A expansão continua nas principais conurbações, e o investimento em novo material rodante está ajudando a Trenitalia a enfrentar a concorrência, tanto no setor de frete quanto de passageiros. 8.1.3 A era italiana de alta velocidade começou com os 252 km (157 milhas) da 'Direttissima' Roma-Florença, a primeira linha dedicada de alta velocidade da Europa, quando abriu em 1978. Entretanto, essa linha pioneira exigiu uma forte modernização para operar a 300 km/h (186 mph), incluindo mudança da eletrificação de 3 kV CC para 25 kV CA 8.1.4 No início de 2006, foi aberta a seção oeste da linha de alta velocidade entre as cidades chaves ao norte, Turim e Milão. Tabela 8-1: Rede Italiana de Alta Velocidade Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Roma - Florença (Primeira Seção) 250 1981 150 Roma - Florença (Segunda Seção) 250 1984 74 Roma - Florença (Terceira Seção) 250 1992 24 Roma – Nápoles 300 2006 220 Turim – Novara 300 2006 94 Linha Em Operação Total km = 562 Em Construção Milão – Bolonha 300 2008 182 Novara – Milão 300 2008 55 Florença – Bolonha 300 2009 77 Total km = 314 Planejada Milão – Veneza 245 Gênova – Milão 150 Total km = 395 8.1.5 Prevê-se que até 2009 estará disponível um corredor contínuo de alta velocidade de Turim a Salerno, cerca de 60 quilômetros ao sul de Nápoles. Futuras obras incluirão Milão-Gênova e extensões no extremo sul da Itália. 8.1.6 As linhas italianas de alta velocidade ganharão melhor conexão com a rede européia em evolução, com a conclusão na nova linha Turim-Lyon que inclui um túnel base de 52 quilômetros sob os Alpes. Embora seja para uso de tráfego misto, a linha melhorará em muito os serviços de passageiros, quando comparado à rota existente. Página 50 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 8.2 Infra-estrutura 8.2.1 A infra-estrutura ferroviária italiana está a cargo do órgão estatal Rete Ferroviaria Italiana (RFI), dentro da qual está a Treno Alta Velocitô SpA (TAV) especificamente para desenvolver a rede da alta velocidade, com novas linhas. A TAV tem rotas básicas em vários estágios de desenvolvimento. 8.2.2 norte-sul: Milão-Bolonha-Florença-Roma; e leste-oeste: Novara-Milão-Verona-Veneza-Trieste. Florença-Bolonha está previsto abrir em 2008 e a partir de dezembro, Milão e Bolonha deverão ganhar um serviço de 60 minutos. Tabela 8-2: Características Técnicas da Rede Italiana Características técnicas Turim Milão Roma Nápoles Milão Bolonha Bolonha Florença Extensão (km) 125 km 204 182 78,5 Cortes e aterros (km) 99,5 km 126 146,5 3,6 Viadutos e pontes (km) 21,5 km 39 32 1,1 Túneis (km) 4,4 km 39 3,5 74 Velocidade (km/h) 300 Km/h 300 300 300 Gradiente máximo: 15/1.000 18/1.000 15/1.000 18/1.000 Raio de curva mínimo 5.450 m 5.450 5.450 5.450 Fonte de alimentação 25 kV CA, 50Hz Tempo de viagem Anterior: 1h 30m 1h 45m 1h 42m 0h 59m Futuro: 50 min 1h 05m 1m 00m 0h 30m 8.3 Parâmetros de planejamento 8.3.1 Os parâmetros de projeto a seguir devem ser aplicados a futuros desenvolvimentos de linha de alta velocidade na Itália: Misto de passageiros/frete Velocidade máxima 300 km/h Raio de curvatura mínimo 5.450 m Gradiente máximo a céu aberto 18 ‰ Gradiente máximo em túneis 15 ‰ Inclinação máxima 105 mm Raio vertical mínimo 20.000 m Máxima carga por eixo 25 toneladas Distância entre centros de vias 5 – 4,5 m Seção transversal de túnel 82 m Fonte de alimentação de novas linhas 25 kV CA 50 Hz Fonte de alimentação em seções urbanas 3 kV CC Controle de trem ETCS nível 2 Página 51 de 126 2 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 8.4 Frota de Material Rodante 8.4.1 A frota de alta velocidade inclui tanto não pendular quanto pendular. Existem várias alternativas pendulares derivadas do trabalho pioneiro da FIAT Ferroviaria. Foram uma resposta à necessidade de aumentar velocidades em rotas sinuosas da rede original, que precisou lidar com muitas linhas conectando povoados costeiros, além de penetrar as montanhas do sistema alpino ao norte e o apenino ao longo da espinha dorsal do país. 8.5 Tipos de Trens Tabela 8-3: Tipos de Trens Italianos Material Rodante ETR 500 (não pendular) Construtores Consórcio Trevi Numero Original 60 Assentos (varia) 671 Configuração (variam) 2 vagões de tração/12 vagões Velocidade Máxima 300 km/h ETR 460 (pendular) Construtores FIAT Ferroviaria /Alstom Numero Original 60 Assentos (varia) 480 Configuração (variam) EMU / 9 vagões Velocidade Máxima 250 km/h 8.6 Pendular 8.6.1 A primeira geração de material de alta velocidade foi o pendular ETR450 Pendolino, construído pela Fiat Ferroviaria, seguido pelo ETR460 de uma tensão EMU, o três tensões ETR470 para serviços Cisalpinos para a França, Suíça e Alemanha, e o duas tensões (3 kV CC / 25 kV CA) ETR480. Este último foi desenvolvido pensando em linhas de alta velocidade, embora sua capacidade pendular seja utilizada com maior vantagem em linhas clássicas com curvas freqüentes, tais como a linha costeira Gênova-Roma. 8.7 Não Pendular 8.7.1 Produto de um consórcio de fabricantes, o não pendular ETR500 foi projetado para operar nas novas linhas de alta velocidade. Formado com dois vagões de tração e 12 vagões, era de conceito semelhante aos trens europeus tais como ICE e TGV. A frota de 60 unidades entrou em serviço comercial durante 2000, formando a base do serviço especial chamado 'Italia Eurostar' que conecta as principais cidades do país. Página 52 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 8.8 Sinalização/Comunicação 8.8.1 Os ETR500s são equipados com sistemas automáticos de controle e proteção de trem. Entretanto, o ETR460-480 opera com sinalização convencional de bloco absoluto, com sistema de alerta na cabina. Planeja-se que Nápoles-Roma use sinalização da mais alta especificação, nível 2 ERTMS. A equipagem está em constante contato com o pessoal do centro de controle, e há comunicação nos dois sentidos entre condutor, guarda e outros da equipagem. 8.9 Fonte de Alimentação 8.9.1 A fonte de alimentação é 3 kV CC e 25 kV CA em todas as novas linhas. O segundo lote de ETR500s tem vagões de tração de dupla tensão (3 kV CC / 25 kV CA) para operar em linhas de alta velocidade de 25 kV CA. 8.10 Operações 8.10.1 As operações de alta velocidade tornaram-se sinônimas da marca Eurostar Itália, agora modificada para “Eurostar Italia Alta Velocitô”, marca para serviços especificamente em linhas de alta velocidade. O uso do nome Eurostar antecede sua aplicação para os serviços do Túnel do Canal Paris-Bruxelas-Londres, e as operações não estão conectadas. A Classe ETR485 é usada para os serviço “T-Biz”, dirigido a negócios, levando 4 horas e 5 minutos entre Milão e Roma, com uma parada intermediária em Bolonha. 8.11 Trenitalia 8.11.1 A principal operadora de trens sob o guarda-chuva do setor público Ferrovie dello Stato (FS) é a Trenitalia, que é operadora desde 2000. Os órgão estatais criaram o sistema prevalecente. 8.12 Nuovo Trasporto Viaggiatori 8.12.1 Nuovo Trasporto Viaggiatori está tentando tornar-se a primeira operadora de acesso aberto de trens de alta velocidade. 8.12.2 Em janeiro de 2008, a Alstom anunciou que tinha sido escolhida para fornecer à empresa privada Nuovo Trasporto Viaggiatori (NTV) 25 novos AGV (Automotrice Grande Vitesse) de 11 vagões, com configurações ferroviárias de alta velocidade e potência distribuída, para serem usados na rede italiana. O pedido de €650 milhões é para um serviço inicial de três rotas, operando a 300 km/hora, previsto para começar em 2011. Um contrato a parte de manutenção por 30 anos com a Alstom cobrirá a frota, que poderá ser aumentada com mais dez conjuntos. 8.13 Comercial 8.13.1 Também foi introduzida a SIPAX (Systema Informativo Passaggeri), um sistema integrado de bilhetagem e reserva, que inclui operadoras associadas, tais como aluguel de carro, balsa, hotel e empresas aéreas. A Trenitalia oferece várias versões de opções de viagem sem bilhete para muitas de suas marcas, incluindo a “Eurostar” e “T-Biz” de alta velocidade, e também intermunicipais e Cisalpino para setores nacionais. Página 53 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 9 Japão 9.1 Introdução 9.1.1 O Japão foi a primeira nação a construir uma rede ferroviária de alta velocidade numa infra-estrutura dedicada e específica. O Tokaido Shinkansen abriu em 1964 para os Jogos Olímpicos de Tóquio. Foi um sucesso imediato, transportando 10 milhões de passageiros dentro de 3 anos, e a rede tem sido progressivamente estendida por todo o arquipélago japonês, servindo as áreas de grande população que estão concentradas nas regiões costeiras. Página 54 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 9-1: Tokaido Shinkansen Verde: Operado por JR Leste Amarelo: Operado por JR Central Azul: Operado por JR Oeste Vermelho: Operado por JR Kyūshū Cinza: Planejado 9.2 Rede Tabela 9-1: Rede Shinkansen Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Tóquio - Osaka (Tokaido) 270 1964 515 Osaka - Okayama (San-yo) 270 1972 161 Okayama - Hakata (San-yo) 300 1975 393 Omiiya - Morioka (Tohoku) 275 1982 465 Omiya - Niigata (Joetsu) 240 1982 270 Ueno – Omiya 110 1985 27 Tóquio – Ueno 110 1991 4 [Fukushima - Yamagata (Yamagata) 130 1992 MINI 87] [Morioka - Akita (Akita) 130 1997 MINI 127] Takasaki- Nagano (Hokuriku) 260 1997 117 [Yamagata - Shinjo (Yamagata) 130 1999 MINI 62] Morioka - Hachinohe (Tohoku) 260 2002 97 Yatsuhiro - Kagoshima Chuo (Kyushu) 260 2004 127 Linha Em operação Total km = 2.452 Em construção Hachinohe - Shin Aomor (Tohoku) 2011 82 Hakata - Shin Yatsuhiro (Kyushu) 2011 130 Nagano - Kanazawa (Hokuriku) 2015 229 Shin Aomori - Shin Hakodate (Hokkaido) 2016 149 Total km = 590 Planejada Shin Hakodate - Sapporo (hokkaido) 211 Kanazawa - Osaka (hokuriku) 254 Hakata - Nagasaki (kyushu) 118 Total km = 583 Página 55 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 9.3 Infra-estrutura Tabela 9-2: Especificações Shinkansen Rota Shinkansen Tokaido Sanyo Tohoku – Joetsu Início das operações 1964 1972 1982 Bitola (mm) 1.435 1.435 1.435 Velocidade operacional máxima (km/h) 270 300 275 Gradiente máximo (%) 20 15 20 Raio de curva mínimo (m) 2.500 4.000 4.000 Raio de curva vertical mínimo (m) 10.000 15.000 15.000 Inclinação (mm) 200 180 200 Distância entre centros de vias 4,2 4,3 4,3 Fonte : Central Japan Railway Company Data Book 2007 9.4 Bitola 9.4.1 As linhas Shinkansen são todas construídas como linhas de bitola padrão, ao invés dos 1.067 mm (3 pés e 6 pol) das linhas anteriores. 9.5 Via/Infra-estrutura 9.5.1 A maior parte das linhas Shinkansen foram construídas sobre estruturas de concreto, com relativamente poucas construídas sobre aterros. 9.5.2 Foi desenvolvido um sistema de via em laje moldada, e é usado como o formato padrão de vias para as ferrovias Shinkansen. As lajes moldadas têm 5,0 m de comprimento x 2,3 m de largura e 16-19 cm de espessura, com parcialmente protendido. A via é nivelada e o vão de 40 mm (nominal) é equipado com grout de betume/cimento especificamente desenvolvido. 9.5.3 Na junta entre cada unidade de laje um poste com 400 cm de diâmetro transfere cargas longitudinais e transversas de cisão para a estrutura de suporte. 9.5.4 Para aplicações em áreas urbanas, também tem sido empregada uma variante com um tapete de isolamento de borracha de 25 mm. 9.6 Material Rodante 9.6.1 Os trens Shinkansen podem ter até dezesseis vagões. Com cada vagão medindo 25 m (82 pés) de comprimento, os trens mais compridos têm 400 m (1/4 de milha) de ponta a ponta. As estações também são compridas para acomodar estes trens: Série 300 (1992) (JR Central: JR Oeste:) Série 300 para serviço Nozomi em Tokaido e Sanyo Shinkansen com velocidade de até 270 km/h Série 400 (1992) (JR Leste:) Série 400 mini-Shinkansen com corpo mais curto (20 m) para serviços Tsubasa para Yamagata Série 500 (1997) (JR Oeste:) Série 500 desenvolvida para a primeira operação de 300 km/h no Japão, no Sanyo Shinkansen. Página 56 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 9.6.2 Série 700 (1997) (JR Central: JR Oeste:) Série 700 para Tokaido e Sanyo Shinkansen para substituir a Série 300 de serviços Nozomi. Série 700 Rail Star (2000) (JR Oeste:) Série 700 Rail Star para serviço Hikari no Sanyo Shinkansen entre Shin-Osaka e Hakata, modificada da Série 700 como configuração ferroviária de 8 vagões. Série N700 (2007) (JR Central: JR Oeste:) O mais novo Shinkansen, Série N700, no Tokaido e Sanyo Shinkansen com características melhoradas desenvolvido conjuntamente por JR Central e JR Oeste entrou em serviço em 1º de julho de 2007 9.6.3 Série 800 para serviços Tsubame no Kyushu Shinkansen entre Kagoshima-Chuo e ShinYatsushiro. 9.6.4 Série E3 (1997) (JR Leste:) Série E3 mini-Shinkansen para serviços Komachi (máx. 130 km/h) no Akita Shinkansen entre Akita e Morioka, conectado diretamente ao Tohoku Shinkansen com velocidade de até 275 km/h. 9.6.8 Série E2 Hayate (2002) (JR Leste:) Série E2 para serviços Hayate no Tohoku Shinkansen entre Tóquio e Hachinohe 9.6.7 Série E2 (1997) (JR Leste:) Série E2 para serviços Asama no Nagano Shinkansen e serviços mais rápidos Yamabiko (máx. 275 km/h) no Tohoku Shinkansen. 9.6.6 Série E1 (1994) (JR Leste:) Série Max E1 inteiramente dois andares tanto para serviços suburbanos quanto de longa distância intermunicipais no Tohoku e Joetsu Shinkansen. 9.6.5 Série 800 (2004) (JR Kyushu:) Série E4 (1997) (JR Leste:) Série Max E4 inteiramente dois andares, com aumento no número de assentos para viajantes suburbanos de Tóquio do norte de Tóquio. Série 400 Série 500 Série 700 Série 800 Página 57 de 126 Série N700 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Série E4 9.7 Operações 9.7.1 A partir de uma velocidade operacional de 210 km/h, o trem-bala tem aumentado continuamente a velocidade mediante melhoras nas linhas e material mais novo. Para passageiros Tóquio-Osaka, isto levou a uma redução de quatro para duas hora e meia, desde 1964. 9.7.2 As velocidades operacionais mais altas, 300 km/h, estão no Sanyo Shinkansen, dos trens das séries 500 e N700. Os 554 km entre Shin-Osaka e Hakata têm sido programados a 242,5 km/h (152 mph) há mais de uma década. 9.7.3 Em 2007, JR Leste anunciou que trens capazes de 320 km/h entrariam em serviço no Tohoku Shinkansen em 2011. Poderão ocorrer desenvolvimentos similares na rota Sanyo. 9.8 Segurança 9.8.1 Durante a história de 40 anos e 6 bilhões de passageiros do Shinkansen, não houve fatalidades com passageiros devido a descarrilamentos ou colisões (inclusive terremotos e tufões). Algumas lesões e uma única fatalidade foram causadas por portas fechando-se sobre passageiros ou seus pertences. Tem havido, entretanto, suicídios por passageiros pularem tanto de como na frente de trens em movimento. O Japão é uma área altamente sísmica, sofrendo freqüentes tremores fortes. As ferrovias no Japão colocam detetores de movimento, que provocam a frenagem dos trens. 9.8.2 O único descarrilamento de um trem Shinkansen em serviço de passageiros ocorreu durante o terremoto Niigata-Chuetsu, em 23 de outubro de 2004. Oito dos dez vagões do trem Toki Nº 325 no Joetsu Shinkansen descarrilaram perto da Estação de Nagaoka. O epicentro do terremoto, com grandeza 6,8 Richter, foi apenas 13 km do ponto do descarrilamento. 9.8.3 Ocorreram oscilações laterais no trem devido aos movimentos do terremoto, que foram o bastante para causar um descarrilamento por subida de flange. 9.8.4 Partes da construção do truque prenderam-se nos trilhos, forçando o trem a continuar em linha reta, e não houve vítimas entre os 154 passageiros. 9.8.5 Em consequência, as ferrovias japonesas implementarão medidas adicionais de segurança, inclusive: contenção de descarrilamento por braçadeiras nos truques e/ou modificações na via; e reforços em estruturas e túneis. Página 58 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 10 Países Baixos 10.1 Rede 10.1.1 HSL Zuid (Hogesnelheidslijn Zuid – Linha de Alta Velocidade Sul) é uma linha ferroviária de alta velocidade dedicada de 125 km, formando parte de uma nova rota entre a Antuérpia, Bélgica e Amsterdã, como mostrado na Tabela 10-1. Tabela 10-1: Rede Holandesa de Alta Velocidade Em construção Linha Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Schiphol – Roterdã – Fronteira Belga 300 2008 120 10.2 Infra-estrutura 10.2.1 A HSL Zuid foi construída pelo consórcio INFRASPEED, composto por 3 parceiros de construção, Siemens, Fluor Daniel, NBM/BAM e 2 financiadores, Charterhouse e Innisfree. 10.2.2 As principais características de engenharia incluem: túnel Leiderdorp-Hazerswoude de 7,2 km (4,5 milhas) sob o campo aberto Groene Haart (Coração Verde) entre as quatro maiores cidades do país, Amsterdã, Roterdã, Den Haag e Utrecht. As obras foram iniciadas em outubro de 2001, e usam a maior máquina escavadeira do mundo, conhecida como 'Aurora', com 120 m de comprimento, 14,87 m de diâmetro e pesando 3.300 toneladas; ponte sobre a hidrovia Hollandsch Diep, uma estrutura com 2 km de comprimento, incluindo rampas de acesso; viaduto Bleiswijk (6 km); via coberta de nove trilhos em Barendrecht, a ser partilhada com a nova linha de frete Betuwe; e dois túneis de tubos imersos sob hidrovias perto de Dordrecht. 10.2.3 Para reduzir o impacto ambiental, a linha corre junto com traçados rodoviários por 33 km (20,5 milhas). 75% do comprimento total da rota está sobre estruturas elevadas, sendo o restante ao nível do solo com grande utilização de amortecimento transparente de ruído. 10.2.4 Devido às condições de solo em geral ruins na rota, os critérios de projeto de infraestrutura foram onerosos, divididos em três categorias distintas: Os critérios da categoria 1 permitem um recalque máximo de 30 mm, diferencial de apenas dois mm, e gradientes de 1 em 2.000. Essas estruturas são descritas como ‘sem recalque’. Do Aeroporto Schipol de Amsterdã para o sul a Roterdã, foram estipulados estruturas categoria 1. Para esses, foram usados estacas de estruturas de suporte para penetrar através da camada de cinco metros de profundidade de turfa, até a camada de areia abaixo das áreas com estacas, sendo utilizada uma combinação de curtos vãos de viadutos, um por via, e ‘lajes sem recalque’. A categoria 2 aplica-se ao sul de Breda, onde a camada de areia vem à tona, e foram utilizados aterros ao invés de estruturas de suporte, com recalque permissível de até 30 mm, e um limite de gradiente de não mais que 1 em 500. Página 59 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Foi especificada a categoria 3 para a ponte Hollandsch Diep e os túneis de tubos imersos entre Roterdã e Breda. Essas áreas são descritas como ‘sensíveis a recalque’, necessitando estruturas especiais. Nessa área a camada de turfa tem até 20 m de espessura, com um recalque máximo permitido de 50 mm, diferencial de 2 mm, mas um gradiente de 1 em 350. 10.3 Vias 10.3.1 Existem 100 km de novas vias duplas, dos quais 80% estão construídas de via em laje Rheda 2000, com um período contratado de manutenção de 25 anos. Foi escolhido esse sistema, apesar de seu custo mais alto de instalação, como forma de reduzir o custo total e minimizar os custos de manutenção futuros. 10.3.2 São utilizados fixações de vias Vossloh 300-1, com o sistema de fixação DFF 300-1 para áreas especiais. Em geral, o sistema de fixação é instalado com rigidez de 22,5 kN/mm. 10.3.3 Os AMVs são projetados para velocidade de divergência de 140 km/h com jacaré móvel. Há 15 com ângulo de 1 em 4, e um só com ângulo 1 em 39. 10.4 Sinalização e controle 10.4.1 As normas de sinalização na linha de alta velocidade dos Países Baixos seguem a norma do Sistema Europeu de Gerenciamento de Tráfego Ferroviário (ERTMS). Incorpora uma conexão de comunicação de alta velocidade entre o lado da via e o trem, permitindo a transmissão contínua de informações de sistemas de intertravamento e gerenciamento de tráfego diretamente para as cabinas dos trens. 10.4.2 A sinalização do lado da via e dentro da cabina controlarão os movimentos, e os trens são equipados com uma forma de proteção automática do trem (ATP). 10.4.3 No início do projeto, foi determinado instalar sinalização ETCS sem nenhum sistema alternativo como segurança. A decisão de implantar o Sistema Europeu de Controle Trens tinha a intenção de facilitar operações além de fronteiras. Infelizmente, incompatibilidades entre a interpretação dos Países Baixos e da Bélgica da especificação ETCS levaram a significativos atrasos no comissionamento e serviço de receita da linha. 10.4.4 A norma Unisig para ETCS, TSI versão 2.0.0 bem como 2.2.2 não definiu com suficiente detalhamento as interfaces técnicas para passagem de RBC-RBC num limite de sinalização entre dois países. 10.4.5 Entretanto, o cruzamento de fronteira ETCS L2-L2 a 300 km/h foi um requisito contratual em ambos os contratos. Isso está sendo intensamente trabalhado por um grupo, incluindo Infraspeed, Bombardier, ProRail, o Departamento de Obras Públicas e a Inspetoria para Assuntos de Transporte e Água. 10.4.6 Um pronunciamento ministerial em dezembro de 2007 indicou que HSL Zuid não poderia ser entregue para operações de serviços de passageiros até pelo menos outubro de 2008. 10.4.7 Adicionalmente, a definição TSI de montagem de vias define um escopo maior do que foi contratado para Infraspeed, resultando que as especificações e detalhes técnicos tiveram que ser esclarecidos depois que o contrato tinha sido assinado, inclusive Testes de Configuração Real (RCT) e Testes de Qualificação de Segurança (SQT). 10.5 Frota de Material Rodante 10.5.1 Os serviços de LAV planejados terão várias formas de energia motriz. Novos trens V250 compostos de dois 'meio-conjuntos' acoplados da Ansaldobreda SpA da Itália, operados como um banco pelos proprietários NS e SNCF/NMBS fornecerão serviços internos holandeses até o sul em Breda, e também entre Amsterdã e Bruxelas Midi. Página 60 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 10-2: Trens Domésticos Holandeses de Alta Velocidade Fabricante Ansaldobreda, S.P.A Configurações 2 vagões de tração, 8 reboques Frota NS: 8 NMBS/SNCB: 2 Velocidade 250 km/h (155 mph) 10.5.2 Ao final de 2007 tinha ficado claro que os atrasos dos V250 continuariam, já que o primeiro conjunto só então estava perto de ser concluído. Dados os testes necessários deste novo projeto, meados de 2009 parecem agora ser mais provável para serem introduzidos em serviço de frota. 10.5.3 Foi planejado substituir o serviço Benelux de longa data (agora comercializado por Hispeed como Bruxelas intermunicipais) usando a rota clássica via Roosendaal, embora alta demanda e preocupações sobre encargos forçados mais altos para trens nas novas linhas possam levar a serem de alguma forma retido. O material Thalys baseado em TGV, que já serve Amsterdã, está sendo equipado com sinalização compatível com HSL Zuid e reformado internamente para serviços para a Bélgica e França. Conjuntos ICE 3 alemães e holandeses na linha Amsterdã-Colônia estão sendo agora promovidos como parte das operações de NS Hispeed. 10.6 Fonte da Alimentação 10.6.1 HSL Zuid e sua contraparte belga são equipadas com uma fonte de 25 kV CA. Isto é diferente do resto das rotas eletrificadas NS em 1.500 V CC. Página 61 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 10.7 Operações 10.7.1 A HSL Zuid transportará uma mistura de tráfego interno entre as cidades principais dos Países Baixos e conexões internacionais com Bruxelas, Paris e a Alemanha. 10.7.2 Em 2007, NS Hispeed estava projetando reduções de tempo de Amsterdã a Roterdã, de 1 h e 3 min para 36 min; de Bruxelas, de 2 h e 54 min para 1 h e 46 min; de Paris de 4 h e 9 min para 3 h e 13 min. 10.8 Operadoras 10.8.1 Em dezembro de 2001 foi outorgado a High-Speed Alliance a concessão para operar a Linha de Alta Velocidade Sul. 10.8.2 HSA é uma joint venture da NS e KLM, e operará trens de alta velocidade para destinos domésticos e estrangeiros. 10.8.3 De forma a poder servir os destinos internacionais diretamente, HSA começou uma joint venture com a companhia ferroviária belga NMBS. 10.9 Tarifa 10.9.1 Será aplicado gerenciamento de rendimento, de forma que os preços fora de pico serão muito competitivos com os dos trens convencionais, mas durante as horas de pico, viajar no trem de alta velocidade terá um prêmio, justificado por significativa economia de tempo, alta pontualidade e altos níveis de conforto na viagem. Serão oferecidas garantias de assento para todos os passageiros em rotas internacionais e na primeira classe em rotas domésticas. HSA está também visando assegurar 100% de assentos para passageiros domésticos na segunda classe. 10.9.2 HSA usará sistemas eletrônicos de reserva e bilhetagem, tanto on-line quanto nas estações, e para vendas de bilhetes 'em cima da hora'. Estarão disponíveis bilhetes nas estações de máquinas de bilhetes, mas eventualmente espera-se que a metade de todos os passageiros comprem seus bilhetes on-line. 10.9.3 Além de compra on-line com cartão de crédito, HSA fará parte da rede de cartão inteligente de transporte público, que será introduzida nacionalmente em breve por NS. 10.10 Custos de infra-estrutura 10.10.1 Em preços de 2006, os custos de projeto para a linha estão estimados em €6,9 bilhões. Após vários atrasos, espera-se que os serviços comerciais sejam iniciados no início de 2008. 10.10.2 A linha para a fronteira belga está sendo financiada através de um esquema de parceria pública privada (PPP) liderada pelo consórcio Infraspeed BV. Permanecerá propriedade do governo holandês, que pagará uma taxa anual de desempenho de cerca de NLG230 milhões por uma disponibilidade maior que 99%. O contrato abrange um prazo de construção de quatro anos e manutenção até 2030. Página 62 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 11 Coréia do Sul 11.1 Rede Tabela 11-1: Rede da Coréia do Sul Em operação Linha Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km 300 2004 330 Seul – Daegu Em construção Daegu – Pusan 300 82 Fase 1 (1992 – 2004) Seul – Cheonan – Daejon – Daegu Tempo de viagem 2 h e 40 min Fase 2 (2004-2010) Daegu Gyeongju – Busan Tempo de viagem 1 h e 50 min Será usada inter-operação nas linhas existentes até que a Fase 2 seja concluída 11.2 Frota de Material Rodante 11.2.1 40 configurações ferroviárias KTX (derivativo de TGV). 11.3 Configuração dos Trens 11.4 20 vagões (2 vagões de tração, 2 reboques motorizados + 16 vagões) 935 assentos (127 primeira classe, 808 2ª classe) Potência instalada de 13,6 MW Controles de trens TVM 430 Operações as operações de trens aumentaram de 128/dia (2004) para 180 tpd (2008) os passageiros transportados aumentaram de 19,8 milhões p.a. (2004) para 37,3 milhões p.p.a. (2008). a pontualidade atingiu 94%, com disponibilidade de 89%. Página 63 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 12 Espanha 12.1 Introdução 12.1.1 A Espanha está atualmente trabalhando para expandir sua rede ferroviária de alta velocidade, para tornar-se a maior da Europa até 2010. A intenção estratégica é conectar todas as suas principais cidades e ter 90% da população a uma distância de até 50 km de uma estação de LAV. Os espanhóis atribuem um aumento de 2,1% no PNB à implementação de melhorias de LAV na Espanha. A Espanha foi o primeiro país a projetar uma nova LAV (Madrid-Barcelona) para operar a 350 km/h. O Velaro, projetado e construído por Siemens Mobility, estabeleceu um recorde mundial de 404 km/h para um trem produzido em série, em trilhos espanhóis, em setembro de 2006. Figura 12-1: Rede Espanhola de Alta Velocidade 12.1.2 O trem AVE Velaro Madrid-Barcelona de alta velocidade iniciou operações através da Espanha em fevereiro de 2008, alcançando velocidades de 300 km/h. Os trens partirão a cada hora na rota de 630 km, reduzindo o tempo de viagem entre as cidades espanholas de seis horas para duas horas e 38 minutos. A linha agora é um dos serviços ferroviários de longa distância mais rápidos do mundo. 12.1.3 A rota foi aberta por fases, começando em outubro de 2003 (a 200 km/h), e então as velocidades aumentaram para 250 km/h em maio de 2006, para 280 km/h em outubro de 2006, e finalmente para 300 km/h em maio de 2007. A meta original de alcançar 350 km/h foi reduzida para 300 km/h, igual a outros serviços AVE nas outras linhas de alta velocidade, embora haja planos para chegar a 350 km/h 50 km/h mais tarde em 2009. O prolongamento para Barcelona foi atrasada várias vezes devido a problemas técnicos, finalmente chegando lá em fevereiro de 2008. 12.1.4 Foi projetado que AVE substituiria tráfego aéreo na rota Barcelona a Madrid de forma semelhante ao ocorrido com os serviços TGV, Eurostar e Thalys. Atualmente mais de 80% dos viajantes usam o trem, com menos de 20% permanecendo com aéreo. Página 64 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 12.2 Rede Tabela 12-1: Rede Espanhola de Alta Velocidade Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Madrid – Sevilha 270 1992 471 Madrid – Lleida 300 2003 519 Zaragoza - Huesca 200 2003 79 (Madrid -) La Sagra - Toledo 250 2005 21 Córdoba - Antequera 300 2006 100 Lleida - Camp de Tarragona 300 2006 82 Madrid – Sevilha - Valladolid 300 2007 179 Anterquera - Málaga 300 2007 55 Camp de Tarragona - Barcelona 300 2008 88 Linha Em Operação Total km = 1.594 Em Construção Figueres - Fronteira (- Perpignan) 300 2009 20 Barcelona - Figueres 300 2010 /2012 132 Madrid – Valencia / Alicante / Murcia 300 2010 / 2012 902 Vitoria - Bilbao - San Sebastian 250 2012 175 Variante de Pajares 250 2012 50 Ourense - Santiago 300 2012 88 Bobadilla - Granada 250 2012 109 La Corunna - Vigo 250 2012 158 Navalmoral - Caceres - Badajoz - Fr. Port 300 278 Sevilha - Cadiz 250 152 Hellin - Cieza (Variante de Camariallas) 250 27 Sevilha - Antequera 300 128 Total km = 2.219 Planejada Valladolid - Burgos - Vitoria 300 211 Vental de Banos - Leon - Asturias Madrid - Navalmoral de la Mata 238 300 191 Almeria - Murcia 190 Valencia - Castellon 64 Olmedo - Zamora - Orense 300 Palencia - Santander 300 201 Zaragoza - Castejon - Logrono 250 149 Castejon - Pamplona 300 75 Orense - Vigo (via Cerdedo) 250 60 Página 65 de 126 2012 323 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Velocidade Máxima km/h Linha Data de Início de Operação Extensão km Total km = 1.702 12.3 Infra-estrutura 12.3.1 A topografia da Espanha apresenta severos desafios para a construção de ferrovias, com um planalto central (A Meseta) e descidas abruptas de 300-700 m às planícies costeiras. 12.3.2 Isto significou que para conseguir traçados adequados para 300-330 km/h, uma parte substancial das LAV teve que adotar novas rotas. 12.4 Bitola 12.4.1 As primeiras linhas de alta velocidade foram construídas na bitola padrão (1.435), e a Espanha decidiu que todas as novas linhas ferroviárias, as linhas de alta velocidade, seriam construídas na largura da bitola Européia para facilitar a movimentação entre países. De forma a permitir operação contínua para a rede existente de Bitola Ibérica, foi desenvolvido o material rodante de bitola variável Talgo, que permite alterar a bitola até uma velocidade de 30 km/h. 12.4.2 Em janeiro de 1993, o serviço Talgo 200 Madrid-Malaga, que usou linhas AVE até Córdoba e então via espanhola de bitola convencional para chegar a Málaga. Mais tarde em 1993 iniciaram-se serviços de método misto, Talgo 200 Madrid-Cadiz e Talgo 200 Madrid-Huelva. 12.5 Fonte de Alimentação 25 kV AC alimentação aérea 12.6 Material Rodante 12.6.1 Incomum em ferrovias Européias de alta velocidade, AVE da Renfe utiliza material rodante derivado de ambas as fontes principais, o TGV Alstom francês (designado S-100) usado no início, e, subsequentemente, equipamentos Siemens Velaro baseados em ICE (S-103) da Alemanha. Na mistura está ainda Bombardier, trabalhando com o fornecedor doméstico CAF, com S-102. Para casar com os padrões dos tipos posteriores, a frota original S-100 tem sido sujeita a um programa de reforma. 12.6.2 Atualmente existem várias séries e trens de alta velocidade que operam o serviço AVE: S/100, fabricado pela Alstom. S/102, fabricado pela Talgo e Bombardier. S/103, fabricado pela Siemens, comercializado globalmente com a marca Siemens Velaro. Esses incluem também um contrato de acordo de manutenção. Existem também outras séries de trens considerados de alta velocidade, que operam com a marca Alvia. Alguns são trens de bitola variável. Podem operar em linhas de alta velocidade até um máximo de 250 km/h, e também podem mudar de linhas de bitola padrão para Ibérica sem parar. Os trens operados com a marca Alvia são: S/104, fabricado pela Alstom e CAF. S/120, fabricado pela CAF e Alstom. S/130, fabricado pela Talgo e Bombardier. Página 66 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 12.7 Mudança de Bitola 12.7.1 A Talgo desenvolveu um sistema automático de mudança de bitola que funciona da seguinte forma. O trem reduz a velocidade para cerca de 15 km/h quando chega na estação de mudança, que conte a via original e a nova bitola lado a lado. Na estação existem guias laterais ao lado da via. Quando o trem encontra essas guias, seu peso é transferido a elas, livrando as rodas e destravando as fixações que prendem o sistema de rodas no lugar. As rodas movem-se automaticamente para a nova bitola, e as travas fecham-se novamente, transferindo o peso de volta às rodas e fora das guias. 12.7.2 Os trens CAF também operam com um sistema proprietário desenvolvido com os mesmos princípios. As guias recebem o peso do trem e destravam as rodas. Ao trem deslizar ao longo das guias, os eixos são afrouxados dentro do sistema, as rodas ajustam-se à nova bitola e são travadas; o trem então acelera novamente. Em ambos os sistemas, uma mudança de bitola – que no passado levava até uma hora – agora demora apenas cerca de quatro segundos. A Talgo vem operando trens com mudança de bitola entre Barcelona e Genebra desde 1968, e entre Madrid e Paris desde 1980. 12.8 Operações 12.8.1 Várias novas linhas começaram a operar desde 2003, como segue: Página 67 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Madrid-Zaragoza-Lleida: Começou operando a 200 km/h, devido a problemas com implementações de ERTMS, não obstante as melhorias no tempo de viagem levaram à retirada do serviço aéreo entre Madrid e Zaragoza. A velocidade de operação foi aumentada para 250 km/h em maio de 2006, tem sido comprado novo material para 350 km/h. Lleida-Taragonna-Barcelona: O prolongamento adicional de 176 km será aberto em duas etapas, e Lleida-Taragonna está operando desde dezembro de 2006. Após muitos atrasos, incluindo desafios técnicos e legais associados à passagem pela cidade, Barcelona Sants foi conectada a Madrid Atocha através de uma conexão ferroviária de alta velocidade de 630 km (391 milhas) em fevereiro de 2008. Os tempos de centro a centro estão reduzidos a 2 horas e 38 minutos. Madrid-Toledo: Um novo ramal da linha Madrid-Sevilha permitiu um novo serviço de alta velocidade Madrid-Toledo, com tempo total de viagem de 30 min (75 km). Madrid-Valladolid: Esta nova linha de 180 km é quase 70 km mais curta que a rota antiga, e inclui o túnel Guaddarrama de dupla perfuração, com 28,7 km A linha entrou em serviço em dezembro de 2007, e reduziu o tempo de viagem de 2 h e 24 min para menos de 1 hora. Valladolid tornar-se-á o centro de todas as linhas AVE conectando o norte e o noroeste da Espanha com o resto do país, e espera-se que tenha um impacto econômico sobre todo o norte da Espanha. Os conjuntos ferroviários usados nesta linha incluem S120 (velocidade máxima de 250 km/h), Talgo S130 (Patito, velocidade máxima de 250 km/h) e S102 (Pato, velocidade máxima de 320 km/h). 12.9 Operações Comerciais 12.9.1 A introdução de AVE no serviço Madrid-Sevilha foi um grande sucesso. Em 1991 a participação modal era 20:80 a favor de aéreo; isso foi invertido em 2 anos para 80:20. Tabela 12-2: AVE contra Tarifas Aéreas Tarifa AVE Vôo 1ª Classe 95-105€ 242€ 2ª Classe 63-70€ 213€ 84% 16% Participação Modal 12.9.2 As previsões de participação modal a serem esperadas após a introdução do serviço LAV entre Madrid e Barcelona foram estimadas pela Ibéria e Prof. Lopez Pita como segue: Tabela 12-3: Previsão de Participação Modal para Linha de Alta Velocidade AVE Participação Atualmente Previsão com Nova Linha de Alta Velocidade Modo Lopez Pita Ibéria Ferrovia 11% 63.5% 52.5% Avião 89% 36.5% 47.5% Página 68 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 13 Suécia 13.1 Resumo e Lições aprendidas 13.1.1 Já que sua densidade populacional não justificava grandes investimentos em novas linhas, a Suécia decidiu modernizar as linhas existentes para acomodar velocidades de cerca de 200 km/h a um preço razoável, utilizando tecnologia pendular. Os tempos de viagem na linha Estocolmo-Gotenburgo (455 km) baixaram para três horas, e para quatro horas para Estocolmo-Malmö (610 km). Tabela 13-1: Rede Sueca Planejada Linha Estocolmo - Malmo / Goteborg Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km 300 N/D 750 Trem pendular sueco X2000 © UIC Página 69 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 14 Suíça 14.1 Resumo e Lições aprendidas Tabela 14-1: Rede Suíça Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km 250 2007 35 Erstfeld Biasca (túnel base Gotthard) 250 2017 57 Giubiasco - Lugano (túnel base Generi) 250 2019 15 Linha Em operação Frrutigen - Visp (túnel base Lötschberg) Em construção Total km = 72 14.1.1 Os suíços foram responsáveis por dois desenvolvimentos técnicos chaves para o TAV Rio de Janeiro - São Paulo. implementação de ETCS nível 2 como parte de sua rede de linhas principal entre Rothrist e Mattsteten, e resolução de dificuldades práticas na implementação de TSI; e provando a viabilidade de projeto e praticidade de construção de túnel ferroviário muito comprido (> 50 km) através de condições rochosas extremamente difíceis. Página 70 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 15 Taiwan 15.1 Resumo e Lições aprendidas 15.1.1 A construção da nova linha inteiramente de alta velocidade começou em 2000, uma rota de 345 km (220 milhas), com trens capazes de 300 km/h (186 mph), levando a grandes reduções dos tempos de viagem entre oito grandes cidades ao longo do corredor TaipeiKaohshing. Com a abertura da linha de alta velocidade, o tempo de viagem entre as duas maiores cidades caiu de quatro horas para apenas 90 minutos. Tabela 15-1: Rede de Taiwan Linha Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km 300 2007 345 Em operação Taipei - Kaohsiung 15.1.2 O projeto é um dos maiores projetos de construção ferroviária com financiamento privado do mundo. O projeto total está avaliado em $13 bilhões e está sendo financiado pela Taiwan High Speed Rail Corporation (THSPC) nos termos de um contrato de concessão de 35 anos, assinado em 1998. 15.1.3 Taiwan já tem uma rede de 2.615 km (1.635 milhas), com 216 estações, conectando cidades e municípios pequenos e remotos. A rede antiga continuará conectando os municípios menores, enquanto a linha de alta velocidade conectará apenas as cidades maiores. 15.2 Infra-estrutura 15.2.1 A nova linha de alta velocidade foi um dos maiores projetos de construção de seu tipo. Há dez novas estações, juntamente com um grande número de novas pontes, túneis e viadutos, de forma a evitar conflitos com outras formas de transporte sempre que possível. Não menos que 300 km da extensão total de 345 km foram construídos em túneis ou sobre viadutos. A rota inclui gradientes íngremes para atravessar o terreno. 15.3 Sinalização/Comunicação 15.3.1 Foi construída uma sala de controle central para monitorar e operar toda a linha de 345 km, utilizando inteligência artificial estado da arte. Além de manter funcionando a linha principal, a sala de controle também controla o acesso para e de depósitos. 15.3.2 ATP na cabina e intertravamento permitem que as funções de estabelecimento e travamento de rotas sejam executadas nas estações e depósitos ao longo da rota. Sistemas especializados ao lado da via detectam condições operacionais incomuns tais como terremotos, ventos fortes, inundações e deslizamentos de terra. 15.3.3 Um sistema de comunicação foi projetado para a transferência de informações de voz, vídeo e dados, usando equipamentos baseados em fibra óptica. Sistemas adicionais incluem telefone, rádio, alto-falantes, CCTV e informações de passageiros. Página 71 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 16 Reino Unido 16.1 Rede 16.1.1 High Speed 1 (antes Conexão Ferroviária do Túnel do Canal) fornece uma conexão de alta velocidade do Túnel do Canal para Londres, St. Pancras. O projeto foi autorizado pelo Parlamento ao ser aprovado o Ato da Conexão Ferroviária do Túnel do Canal em 1996, e foi construído em duas seções. A construção da Seção 1 começou em outubro de 1998. Foi concluída em novembro de 2007, e opera entre o Túnel do Canal e Gravesend no norte de Kent. Tabela 16-1: Rede do RU Velocidade Máxima km/h Data de Início de Operação Extensão km Fawkham Junction – Túnel 300 2003 74 Londres - Southfleet Junction 300 2007 39 Linha Em operação Total km = 113 16.2 Infra-estrutura A seção 1 abriu no prazo em outubro de 2003. 16.2.1 A construção da Seção 1 (74 km) começou em outubro de 1998, e opera entre o Túnel do Canal e Gravesend no norte de Kent. Essa primeira Seção abriu no prazo em outubro de 2003, e permitiu a operação de quatro Eurostars por hora, reduzindo-se a viagem entre Londres e o Túnel do Canal em 15 minutos. 16.2.2 Características chaves da Seção 1 abrangeram trabalhar perto de rotas de transporte existentes, inclusive a ferrovia existente, a M20 e A2/M2, e mitigação ambiental através de Kent, o ‘Jardim da Inglaterra’. 16.2.3 No período de outubro de 2003 até a abertura da Seção 2 em novembro de 2007, os trens utilizaram infra-estrutura ferroviária nova e existente de Gravesend a um terminal em Waterloo International. A seção 2 completou a nova linha para a Estação de St Pancras - Londres. 16.2.4 As obras da Seção 2 começaram em julho de 2001, e abriu para serviço no prazo em 14 de novembro de 2007. Página 72 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 16.2.5 A Seção 2 vai de Fawkeham Junction no norte de Kent para a Estação de St Pancras no centro de Londres. A Seção de Túneis de Londres tem 19 km de comprimento, indo de St Pancras no oeste para Ripple Lane Portal Barking no leste de Londres. Os 35 km de túneis perfurados revestidos com concreto moldado foram feitos usando seis máquinas de Perfuração de Túnel de Equilíbrio de Pressão com Solo. A seção de superfície do lado norte do Túnel do Tamisa a Dagenham exigiram uso maciço de estacas sob o leito da via para assegurar estabilidade. 16.2.6 HS1 foi planejada para ser uma linha de alta velocidade de tráfego misto, com provisão na Seção 1 de peras ferroviárias capazes de abrigar trens de frete enquanto passam trens de passageiros. A rota é adequada para vagões de bitola continental de carga, muito grandes para linhas convencionais do RU, embora os gradientes íngremes (chegando a 1:40) seriam um sério desafio para trens pesados. Entretanto, desde que a linha abriu em 2003, não houve transporte de frete. 16.2.7 Foram também incluídas conexões para acomodar um novo serviço doméstico de alta velocidade do norte de Kent para St. Pancras. 16.2.8 Existem estações intermediárias em: 16.3 Ashford, Ebbsfleet, com estacionamento próximo à rodovia periférica de Londres, M23; e Stratford, próximo do local dos jogos Olímpicos de 2012, e uma área necessitando renovação. Material Rodante 16.4 Eurostar. Fonte de Alimentação Alimentação de 25 kV AC 16.5 Operações 16.5.1 A conclusão da conexão de alta velocidade reduziu o tempo de viagem de Londres a Paris para 2 horas e 15 minutos, com os trens correndo até 300 km/h e, a partir de 2009, terão trens suburbanos de alta velocidade (serviços Javelin) de Kent para Londres. Eurostar, o serviço de trens de passageiros de alta velocidade que conecta o RU e a Europa continental, teve um número recorde de viajantes e recorde de receitas de venda de bilhetes em 2007. Venda de bilhetes em 2007 de £599 milhões – 15,5% a mais que em 2006. Um recorde de 8,26 milhões de viajantes transportados em 2007 – acréscimo de 5,1%. 16.5.2 O lançamento dos serviços Eurostar na High Speed 1 em 14 de novembro aumentou o número de viajantes. Entre 14 de novembro e 31 de dezembro, Eurostar teve um aumento de 11% em passageiros, comparado contra o mesmo período de 2006. 16.5.3 O aumento de demanda após o lançamento de serviços mais rápidos de St Pancras International fez com que a venda de bilhetes crescesse em um quinto (20%) durante o período entre 14 de novembro e 31 de dezembro. 16.5.4 O mercado de viagens de negócios continuou forte em 2007, com aumento de 11,9% no volume de venda de bilhetes de negócios. Desde 2005, o volume de venda de bilhetes de negócios cresceu 31,4%. Os viajantes corporativos continuam mudando para ferrovia de alta velocidade para viagens curtas entre Londres e o Continente, para reduzir sua “pegada de carbono” e maximizar a produtividade tirando vantagem de tempo de “checkin” de 10 minutos. Página 73 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 16.5.5 A mudança para St Pancras International disponibilizou serviços ferroviários de alta velocidade para mais milhões de pessoas em todo o RU. A nova estação, junto com a vizinha King’s Cross e Euston próximo, está conectada a municípios e cidades tanto ao norte quanto ao sul da capital, com conexões para sete serviços de linhas principais e seis linhas do Metro de Londres. Bilhetes diretos desde £67 de retorno passaram a ser vendidos a partir de 14 de novembro, de 68 municípios e cidades do RU para Paris, Disneyland Resort Paris, Bruxelas (assim como qualquer estação da Bélgica) e 75 destinos de conexão em toda a França. 16.5.6 A pontualidade do Eurostar continuou em nível muito alto durante todo o ano, com 91,5% dos trens chegando no horário, ou antes, em 2007. Em comparação, o dado mais recente disponível para 2007 de pontualidade de chegadas/partidas no RU para as linhas aéreas que concorrem nas rotas do Eurostar, é de 68,8%. 16.6 Operações Comerciais 16.6.1 Em 1996, a London & Continental Railways (LCR) foi escolhida pelo Governo para construir e operar a CTRL e ser dona e operar Eurostar (UK) Limited, o braço no RU do serviço ferroviário Eurostar. 16.6.2 A CTRL é um elemento principal da Parceria Público-Privada do Governo Britânico, que permite que infra-estrutura importante seja provida em benefício do setor público, ao mesmo tempo tirando vantagem do gerenciamento e eficiência do setor privado. 16.6.3 Também atraiu investimentos de £10,5 bilhões na renovação de locais adjacentes à rota. 16.7 Custos de Construção 16.7.1 O custo total da rota CTRL (HS1) foi de £5.8 bilhões, e reflete o custo desse esquema. Exemplos de custos unitários (em preços de 2008) estão mostrados na Tabela 16-2. Esses custos são muito dependentes de condições econômicas, disposições legislativas, detalhes de aquisição, formas de contratos, requisitos ambientais, disponibilidade de materiais e recursos humanos, condições de solo, acesso ao local e logística, etc. Página 74 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 16-2: Custos do CTRL Estações £ Milhões Comentário Terminal 500 – 1000 Depende da complexidade e padrão Superfície 50 – 100 Depende da complexidade e padrão Subterrâneo 250 – 500 Depende da complexidade e padrão Estruturas Civis da Rota £ Milhões/Rota km Elevados 10 – 20 Depende da natureza do ambiente construído na superfície Túneis 25 – 75 Depende das condições do solo e natureza do ambiente construído na superfície Sistemas Ferroviários £ Milhões/Rota km Via Permanente 5 – 10 Inclui catenária aérea, mas exclui quaisquer custos de fontes de alimentação, linhas de transmissão e subestações. Sinalização 2–4 Inclui comunicações, rádio, telefones, CCTV, etc. Mecânica e Elétrica 1–2 Gerenciamento do Projeto 7,5 – 15,0% dos Custos de Construção Inclui planejamento, projeto, compras, administração de contratos, vigilância do local, etc. 16.8 Novas Rotas ou Linhas Modernizadas 16.8.1 Há mais de 20 anos debate-se na Grã Bretanha a eficácia de construir novas linhas de alta velocidade contra melhorar as rotas ferroviárias existentes. Até recentemente, a preferência tem sido a segunda, com melhorias lentas, mas tangíveis, de forma que as linhas principais intermunicipais agora operam com velocidades de até 200 km/h na maior parte de sua extensão. Foram recentemente concluídas significativas melhorias (£9 bilhões) na linha principal Londres para Birmingham/ Manchester/Liverpool/Glasgow, obtendo-se grandes reduções de tempo através de trens pendulares e um pequeno aumento (25 km/h) da velocidade máxima. 16.8.2 A HS1, descrita acima, é diferente disso, conectada e fornecendo uma rota de alta velocidade (300 km/h) para os trens internacionais Eurostar, para casar com as rotas equivalentes na França e Bélgica. A HS1 será também usada para serviços suburbanos domésticos de alta velocidade para Londres a partir de 2009, operando a 225 km/h. 16.8.3 A alta densidade populacional da Grã Bretanha, particularmente nas áreas de Londres e Sudeste, torna muito difícil identificar novos traçados adequados de rotas. Uma parte significativa (41%) da HS1 é subterrânea, tornando-a relativamente custosa. Em comparação, as populações da França e Espanha estão mais dispersas, tornado-se mais fácil identificar novos traçados de rotas. 16.8.4 Um dos argumentos a favor de modernizar as linhas principais existentes é que as considerações de planejamento e ambientais para uma nova rota são demoradas e exigem vários anos até ser outorgada permissão. Isto é uma barreira significativa e custosa. O processo de planejamento para modernizar as rotas existentes é menos oneroso. Entretanto, no final, a recente modernização da rota Londres – Glasgow mencionada acima, custou significativamente mais (mais que o dobro) do que tinha sido originalmente estimado, e demorou muito mais do que esperado para ser concluída. 16.8.5 Um argumento contrário, a favor de novas linhas, é que a maior parte da construção pode facilmente ser feita em locais não desenvolvidos. Não é necessário causar grande perturbação a serviços ferroviários e a passageiros como quando são modernizadas linhas principais existentes. Ocorrerá significativa perturbação durante a construção de novas rotas ferroviárias quando são conectadas a linhas ferroviárias e estações Página 75 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 existentes, para permitir o acesso dos trens de alta velocidade aos terminais existentes no centro de grandes cidades. 16.8.6 Um dos principais argumentos a favor de novas linhas de alta velocidade é capacidade finita das rotas ferroviárias existentes, que transportam uma mistura de serviços de passageiros mais lentos e mais rápidos e trens de frete. A construção de novas linhas de alta velocidade alivia as rotas existentes de trens rápidos intermunicipais, que requerem significativa capacidade de vias, permitindo que essa capacidade seja usada para o crescimento de serviços mais lentos de passageiros e frete. Esse benefício para a rede ferroviária em geral tem sido particularmente importante em justificar as rotas LGV na França. Na Grã Bretanha reconhece-se que a capacidade das atuais linhas principais melhoradas estará esgotada dentro de 10 - 15 anos, e o Governo do RU está reconsiderando a possibilidade de uma nova linha ferroviária de alta velocidade de Londres a Midlands e ao norte da Grã Bretanha. Isto foi por último considerado em janeiro de 2006. Página 76 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 17 Questões do Sistema Ferroviário de Alta Velocidade 17.1 Seção Transversal do Veículo e bitola da estrutura 17.1.1 Os Trens de Alta Velocidade que operam através da Europa têm que atender a Especificação Técnica para Interoperabilidade (TSI) para Trens de Alta Velocidade. Essa TSI define inúmeros parâmetros, inclusive a bitola de carregamento dos veículos, que são bitolas UIC 505-1, GA, GB ou GC (ver abaixo). Upper parts – partes superiores Lower parts – partes inferiores Running surface – Superfície de rolamento Dimensions in millimetres – Dimensões em milímetros Página 77 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Centre line of the reference profile – linha central do perfil de referência 17.1.2 Como comparação detalhada a Tabela 17-1 apresenta algumas dimensões de veículos dos fabricantes de trens: Tabela 17-1: Dimensões Típicas dos Trens Veículo Largura TGV da Alstom 2,81 m ou 2,9 m Pendolino da Alstom 2,83 m Acela Express da Bombardier 3,1 m Zefiro da Bombardier Altura 2,9 m ou 3,4 m 3,89 m Caf ATPRD S/120 2,92 m 4,23 m A-Train da Hitachi 2,81 m 3,82 m ICE3 da Siemens 2,95 m 3,89 m Talgo 350 2,96 m 4m 17.1.3 Uma recomendação para a bitola do veículo para o TAV RJ-SP dependerá da futura decisão de se for necessária interoperação com ferrovias existentes e da consideração detalhada do que poderá ser necessário para atingir compatibilidade com as plataformas existentes (distâncias de passos bem como folgas), pontes e túneis (folgas e “obstáculos” aerodinâmicos). 17.1.4 Seria esperada a seleção de uma bitola de veículo correspondente a um dos padrões reconhecidos, para atrair preços menores para a fabricação de material rodante, e seria normalmente recomendado. Página 78 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 18 Sistemas de Via de Alta Velocidade 18.1 Via com Lastro 18.1.1 A experiência na construção e manutenção de via com lastro para linhas de alta velocidade ao longo de várias décadas tem mostrado a importância vital de sub-leito altamente estável e muito uniforme. Uma pesquisa de várias administrações ferroviárias e colaborações do UIC estabeleceram padrões para a resistência e dureza da formação de terraplenagem abaixo do lastro. A otimização teórica e a experiência prática confirmaram a necessidade de dormentes monobloco mais pesados e uma graduação maior de lastro. 18.1.2 Trens de alta velocidade fazem com que cargas dinâmicas sejam transferidas para o lastro, que causam degradação do lastro pelos dois mecanismos: Atrito ou quebra das asperezas das pedras do lastro, pode ser significativamente reduzido introduzindo-se tapetes resilientes no lado de baixo do dormente, o que se recomenda. O atrito é particularmente problemático nas pontes e nos túneis, onde se recomenda que tapetes resilientes sejam introduzidos debaixo do lastro, para evitar a destruição rápida do lastro; e Reorientação das pedras de lastro se as vibrações forem fortes o suficiente para romper o intertravamento das pedras de lastro umas com as outras. Uma pesquisa da DB mostrou que a velocidade máxima da partícula dentro da camada de lastro não deve exceder 15-18 mm/seg para evitar a rápida deterioração. 18.1.3 Tem havido problemas nas pontes com acelerações verticais que levam à perda de dureza das camadas de lastro. Foram agora estabelecidos critérios do UIC para evitar esses problemas. 18.2 Lastro Voador 18.2.1 Tem havido problemas com “vôo de lastro” – a turbulência do ar causada por trens de alta velocidade pode ser suficiente para levantar pedras de lastro individuais do leito do lastro – essa pedra é então acelerada pelas correntes de ar, impacta no leito do lastro e desaloja outras pedras, que então leva a uma reação em cadeia. As pedras do lastro são ejetadas a alta velocidade, o que resulta em sérios danos, quais sejam: danos ao fim de linha quando as pedras ficam presas entre o trilho e a roda: ou danos a qualquer coisa na adjacência já que as pedras são expelidas em alta velocidade. Página 79 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 18-1: Dano a superfície de rolamento do trilho som Imagem cortesia da RailOne 18.2.2 Figura 18-2: Dano a Barreira de O problema pode ser mitigado por um dos seguintes meios: mantendo-se o nível final do lastro abaixo da superfície do dormente; usando-se estabilização dinâmica de via após socar para induzir o recalque e reduzir vãos no lastro; e/ou projetando-se cuidadosamente a parte de baixo do veículo e espaços entre veículos para reduzir a turbulência de ar. 18.2.3 Enquanto os franceses alegam ser capazes de lidar com o problema, os coreanos têm tido sérios problemas e conseqüentemente decidiram usar via sem lastro para expandir sua rede de alta velocidade. 18.3 Via Sem Lastro ou Via Em Laje 18.3.1 Várias administrações de ferrovias e empresas de construção têm desenvolvido formas de via sem lastro. Uma classificação geral é dada abaixo na Figura 18-3. Página 80 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 18-3: Classificação de sistemas de Via em Laje Fonte: Bachmann, RailOne AG tipo básico estrutura monolítica / em laje suporte direto camada de suporte concreto asfalto tipo de construção concreto no local com dormentes fixos concreto no local com dormentes suportados elasticamente sistemas RHEDA 2000 concreto no local sem dormentes segmentos de laje moldada trilho embutido continuamente com dormentes Stedef Shinkansen via em laje (laje j) Edilon ATD RHEDABERLIN Sonneville Bögl Estrutura de Trilho Embutido GETRAC RHEDA classic SBB IPA Balfour Beatty Züblin 18.3.2 OBB-Porr Alguns tipos têm se mostrado mais confiáveis em serviço do que outros; os tipos mais importantes são a construção no local da Rheda e o princípio de construção préfabricada da J-Slab e da Bögl. Há outros sistemas disponíveis e estes dois são apresentados somente para referência. Na medida em que mais experiência tem sido coletada e confiança estabelecida na durabilidade e vantagens de via em laje, consideravelmente mais via em laje tem sido colocada na última década, conforme mostrado abaixo na Figura 18-4. 800 km 800 700 645 km 600 500 400 320 km 300 200 100 120 km 5 km 15 km 30 km 1985 1990 0 1980 1995 2000 km (single track) Página 81 de 126 2002 2006 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 18-4: Comprimento total de Via em Laje instalada Fonte: RailOne AG 18.3.3 Padrões nacionais na Alemanha e Japão foram recentemente estabelecidos para o projeto e construção de via em laje sem lastro. A experiência mostra que: o desempenho de via em laje é excelente, especialmente em condições de alta velocidade; disponibilidade e confiabilidade de via em laje são excelentes; a elasticidade definida e alta da via em laje contribuirá para uma boa expectativa de vida para os trilhos e todos os componentes da via; e a via em laje desempenha um papel importante no campo de vias de alto desempenho (transporte pesado e vias de alta velocidade). 18.3.4 O custo de capital inicial de todos os sistemas de via sem lastro é consideravelmente maior do que para com lastro. Valores do Japão indicam esse é 30-50% maior e para sistemas europeus 50-75% maior. 18.3.5 Os custos de manutenção da via são consideravelmente menores com a via sem lastro. Na Alemanha, com linhas de alta velocidade de tráfego misto passageiros/carga, a DB declarou que esses custos foram reduzidos em 85-90%. No Japão, com linhas de alta velocidade somente para passageiros, a redução nos custos é estimada em porcentagem menor que 30%. Quanto maior a porcentagem de carga, maiores serão os custos de manutenção e os argumentos para via sem lastro. Com a maior mecanização e automação usando máquinas na via, o custo real de se manter uma via com lastro tem caído ao longo do tempo, e tem permitido que um padrão maior de precisão e desempenho sejam alcançados. 18.3.6 Outra vantagem da via sem lastro é que ela permitirá um serviço de trem mais intenso ao reduzir o tempo necessário para fazer sua manutenção. Isso tem o efeito contrário de aumentar a receita do trem, em oposição a reduzir os custos da via. Enquanto a economia de instalar via sem lastro ao longo de toda rota pode não ser vantajosa, isso poderia ser justificado em locais específicos onde se sabe que a manutenção é difícil, p. ex. em túneis e ao longo de certas estruturas. Defeitos do leito da via, entretanto, exigirão que ela seja rompida e reparada, e a correção pode ser significativamente mais cara do que na via com lastro. 18.3.7 Se projetada e construída de acordo com os padrões reconhecidos, a via sem lastro pode oferecer vantagens significativas que estão resumidas na Tabela 18-1. Página 82 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 18-1: Resumo de Via em Laje Vantagens da via em laje Desvantagens da via com lastro Projeto e Alinhamento Homogeneidade e durabilidade da geometria da via são excelentes Recalque não homogêneo causado pela reorientação de partículas de lastro Altos valores para inclinação e deficiência da inclinação permitem raios horizontais menores Resistência lateral limitada, consequentemente uso de frenagem a corrente parasita limitado São permissíveis gradientes mais íngremes Elasticidade irregular especialmente em caso de vãos debaixo dos dormentes Melhor distribuição de carga – assim redução de carga dinâmica de subsolo Elasticidade de via homogênea e alta - reduz forças de contato roda/trilho Estabilidade da via lateral e longitudinal muito altas (nenhum risco de empenamento da via, assim aplicação irrestrita de freio de corrente parasita) Atrito de lastro em escoramentos de pontes e túneis exige a instalação de tapetes de sublastro Lastro voador causa danos à superfície do trilho e veículos Altura de construção reduzida (podem ser obtidas economias nos túneis e nas pontes) Capacidade de tráfego por veículos rodoviários, especialmente importante para veículos de intervenção/resgate nos túneis Manutenção Durabilidade de qualidade de via geométrica muito boa-manutenção significativamente reduzida Comportamento de longo prazo muito bom de componentes-fixações e trilhos Deterioração progressiva de geometria da via Necessária manutenção regular de alinhamento da via, com interrupção de tráfego para obras Desgaste de material (especialmente lastro) Necessidade de manutenção muito baixa Alta importância de inspeção (particularmente geometria da via) Capacidade de ajuste vertical até +76 mm para defeitos isolados (causados por recalques) Estabilidade de via lateral reduzida após manutenção, exige restrições de velocidade temporárias depois de trabalhos de socagem Geral Confiabilidade e disponibilidade excelentes, assim menor interrupção de tráfego para manutenção Excelente conforto de rolamento com deformação reduzida na via e veículos Estabilidade de via lateral reduzida após a manutenção, restrições de velocidade após trabalhos de socagem necessários Tensão dinâmica reduzida significativa no subsolo Elimina lastro voador (causado aerodinamicamente ou por gelo que cai) 18.4 Construção de Via em Laje no Local (Rheda) 18.4.1 A primeira via em laje construída em 1972 pela Pfleiderer Rail Systems, atualmente RailOne foi na estação Rheda, que deu seu nome a um sistema de via em laje que tem sido sistematicamente desenvolvido e otimizado. O Rheda 2000 é um sistema com um dormente modificado, i.e. um dormente de dois blocos de altura reduzida com reforço de treliça gradeada sobressalente juntamente com o comprimento inteiro do dormente fornecendo dessa forma: alta durabilidade devido ao efeito de ação composta continuamente melhorada entre dormente e concreto estrutural; geometria de via precisa; Página 83 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 alto nível de flexibilidade, permitindo combinação com outros tipos de fixação de trilho e outras fixações de dispositivos; redução na altura de construção; facilita e melhora o desempenho de construção graças a grade de via mais leve e mecanização de procedimentos de montagem; e tecnologia de sistema oferece uma solução consistente em toda parte para todas as situações da via, incluindo construções de aterros, pontes e túneis, bem como AMVs e juntas de expansão. Figura 18-5: Seção Transversal Típica da Via Rheda sobre aterros Fonte: RailOne AG sleeper – dormente rail – trilho distance – distância rail fastening – fixação de trilho hydraulically bonded layer – camada depositada hidraulicamente lateral reinforcement – reforço lateral frost protection layer – camada de proteção contra congelamento slab concrete – concreto de laje subsoil - subsolo 18.4.2 Aplicações principais recentes da via da Rheda incluem: Página 84 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 18-2: Uso de Via em Laje da Rheda Frankfurt- Colônia > 50 km Taipei Kaoishung 65.000 metros lineares de dormentes de AMV Nürnberg Ingoldstadt 48 km HSL Zuid 54 km sobre estruturas projetadas 13 km em túneis 13 km sobre aterros 11.500 metros lineares de dormentes de AMV Guadaramma Tunnel 28 km Eje Atlantico 15 km (bitola dupla, conversível de bitola ibérica para padrão) Wuhan – Guangzhou 980 km (em construção) 18.5 Construção Pré-fabricada (Bögl) 18.5.1 O Sistema de Via em Laje FF Bögl consiste de lajes de concreto pré-fabricadas protendidas longitudinalmente e transversalmente, que são acopladas longitudinalmente com conectores pré-carregados. Este projeto resulta numa estrutura de suporte de via monolítica, com excelentes características de desempenho de longo prazo e resistência de deslocamento extremamente alta – tanto longitudinalmente como transversalmente. 18.5.2 As lajes são fabricadas num molde de aço e consistem de concreto estrutural padrão com uma resistência de C45/55 e podem incluir reforço de fibra de aço. Plintos são fundidos dentro das lajes para casar com as fixações de trilho. Tem sido usadas fixações Vossloh, Pandrol ou Krupp. Removendo as Lajes dos moldes de fundição 18.5.3 Via em Laje da Bögl em Nurembergue Ingolstadt NBS Depois que as deformações de encolhimento e caminhamento tiverem diminuído, os pontos de suporte do trilho são usinados por uma máquina de esmerilhamento controlada por computador, de acordo com as coordenadas necessárias para o alinhamento da via. Dessa forma, são possíveis níveis extremamente elevados de precisão, minimizando o dispendioso ajuste no local. O alinhamento da laje no local é realizado usando-se pontos de medição definidos nos pontos de suporte dos trilhos, não necessitando assim trilhos de construção temporária. As lajes individuais de concreto são colocadas numa base montada em corpo de cimento que distribui as cargas na formação do sub-leito. As lajes são ajustadas em linha e nível precisos e então fixadas com grout de cimento/betume. Página 85 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 18.6 Aplicações Comerciais Principais Nürnberg - Ingolstadt NBS Linha de passageiros de Alta Velocidade Velocidade de Projeto 330 km/h) Construída: outubro de 1998 – março de 2006 Extensão: 70 km, incluindo terraplenagem, pontes longas e curtas, e túneis e AMVs Obteve um recorde mundial para geometria de via com precisão Produção alcançou 400-500 m de via completa em turno de 10 horas, 5 dias/semana Beijing – Tianjin, República da China Linha de passageiros de alta velocidade dedicada Construída: setembro de 2005 – junho de 2007 Extensão: 232 km Velocidade de projeto 350 km/h. Mais de 200 km em estruturas elevadas Produção alcançou: 3.500 m de via completa por dia, com trabalho de 24 horas Construída por empresas de construção locais nos termos de um acordo de transferência de tecnologia assinado em novembro de 2005 e maio de 2006, bem como outro contrato de responsabilidade e consulta totais para a toda a linha de 116 km. 18.7 AMVs de Alta Velocidade 18.7.1 Os requisitos técnicos de AMVs para ferrovia de alta velocidade podem ser resumidos como: eliminar o ângulo de ataque nas pontas de agulha pelo uso de lanças de agulha em clotóide usinadas para reduzir o solavanco lateral sentido ao seguir a rota do desvio pelo AMV em alta velocidade. Atualmente estão disponíveis projetos permitindo velocidades de desvio de até 220-250 km/h; cróssimas móveis para fornecer suporte e orientação constantes para as rodas que passam através da zona de cruzamento do AMV; rigidez vertical uniforme durante o trânsito da roda através do trilho de encosto da agulha, e das áreas de agulha e cruzamento, que também se casa com a rigidez vertical da linha normal adjacente; atuadores múltiplos de alta integridade para agulhas longas; e atuadores de alta integridade para cróssimas móveis. 18.7.2 A fabricação de AMVs com a geometria necessária exige alta precisão e recomenda-se pré-fabricação na fábrica. 18.7.3 Exige-se também que o aço de alta qualidade do trilho suporte as elevadas tensões e cargas dinâmicas repetidas. É preferível aço com alto teor de manganês para cruzamentos, devido a suas características de endurecimento e boa resistência à fadiga. Página 86 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 18-6: Construção de AMV em via em laje, mostrando cróssima móvel 18.8 Cróssimas móveis no Japão 18.8.1 As cróssimas móveis são usadas para todos AMVs na linha principal das vias do trem de velocidade muito alta (Shinkansen). Existem cerca de 250 configurações no JR Leste, instaladas em vias com lastro e também em vias em laje. A velocidade máxima para passagem do trem é 275 km/h nas linhas JR Leste e 300 km/h em outras linhas da empresa JR. A velocidade do lado do desvio do AMV é de até 160 km/h, dependendo do raio da curva de desvio. Página 87 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 19 Material Rodante 19.1 Configuração do Trem Articulação 19.1.1 A maioria dos trens de alta velocidade atuais disponíveis são baseados em vagões separados convencionais, cada um com 2 truques. Entretanto a Alstom e a Talgo desenvolveram uma arquitetura articulada para alguns de seus trens de alta velocidade. Ver Tabela 19-1 abaixo: Tabela 19-1: Articulação de Trem Articulado Vagões Separados TGV’s da Alstom Pendolino da Alstom AGV da Alstom Acela Express da Bombardier KTX Zefiro da Bombardier Talgo 350 A-Train da Hitachi CAF S/120 Shinkansen HSR350X Rotem KTX II Velaro da Siemens 19.1.2 Veículos articulados têm um único truque posicionado entre os vagões adjacentes ao invés de ter um abaixo de cada extremidade dos veículos individuais. Devido a disposição resultante distante da área do passageiro, este arranjo elimina potencialmente a maioria das vibrações e ruídos causado dentro dos vagões pela operação do trem sobre as vias. 19.1.3 Em nossa opinião existem grandes benefícios adicionais deste arranjo de suspensão de veículo, sendo eles: 19.1.4 diferentemente de veículos convencionais em que os sistemas de suspensão têm que ser montados na área limitada debaixo do piso, as disposições de suspensão do veículo nestes trens estão localizados entre as carrocerias do veículo, que fornece espaço para unidades de suspensão de ar muito adequadas, além de melhorar o desempenho de rolamento; esta disposição permite um piso mais baixo na área de passageiros, fornecendo um compartimento espaçoso e um centro de gravidade mais baixo, aumentando ainda mais o rolamento e a estabilidade; e como ambos os veículos estão mecanicamente fixados ao ponto de suspensão comum, a configuração do trem é efetivamente travada junta, aumentando muito o desempenho da estabilidade e resistência contra impacto. O desempenho de aceleração e frenagem do trem também é melhor do ponto de vista do passageiro, já que a falta de acoplamentos entre veículos elimina choques longitudinais. O uso de uma arquitetura articulada significa que há uma redução da quantidade truques necessários para o trem. Numa configuração de 8 vagões típica, um trem vagões separados tem 16 truques, ao passo que com o trem articulado existem truques. Ao reduzir a quantidade de truques isso fornece uma razoável economia custo de manutenção. Página 88 de 126 de de 13 de TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 19.1.5 Há desvantagens de configurações ferroviárias articuladas na manutenção: vagões individuais não podem ser simplesmente desacoplados; o que significa que para levantar um veículo para substituição de rodas, truques ou equipamentos montados debaixo do piso, há necessidade de instalações especiais, tais como: instalações de elevação capazes de levantar configurações ferroviárias inteiras de múltiplas unidades instalações de retirada do truque e equipamentos para levantar debaixo da via para substituição de motor; e disposições de suporte auxiliar para permitir que configurações articuladas sejam desconectadas. 19.2 Trens de Um/Dois Andares 19.2.1 A maioria dos trens de alta velocidade atualmente disponíveis são veículos de um andar; entretanto o TGV Duplex da Alstom é um trem de dois andares. Esta versão do TGV opera a velocidades de até 320 km/h, e tem 545 assentos, o que é 168 a mais que algumas das versões de um andar. 19.2.2 A única outra versão disponível de alta velocidade/intermunicipal de dois andares é o Talgo 22. Este trem tem uma velocidade máxima de 200 km/h, e tem uma capacidade de 350 passageiros sentados e 240 em pé. 19.2.3 A recomendação com relação ao uso de vagão de um/dois andares dependerá das previsões de tráfego e também do tempo necessário para os passageiros embarcarem ou descerem em estações movimentadas. 19.2.4 As preferências de clientes também podem ser significativas; em alguns países os passageiros associam trens de dois andares a serviços suburbanos intensos e conseqüentemente vêem a experiência de viajar como não compatível com um serviço de alta velocidade de alta qualidade. 19.3 Mecanismos Pendulares 19.3.1 Trens pendulares são usados para melhorar o conforto do passageiro nas curvas em velocidades superiores àquelas normalmente compensadas pela inclinação da via. A carroceria é inclinada em relação aos truques, seja por um mecanismo passivo, que depende do centro de inclinação estar acima do centro de gravidade da carroceria carregada, ou por um sistema ativo, que conta com um atuador acionado por um controlador, por exemplo: Os trens Pendolino da Alstom utilizam um sistema pendular ativo ‘Tiltronix’ acionado eletrohidraulicamente ou eletromecanicamente, que está totalmente integrado no truque. O sistema permite que a carroceria incline até um máximo de 8 graus, o que permite uma velocidade nas curvas de até 30 por cento maior do que para trens convencionais, assegurando ao mesmo tempo, o mesmo nível de conforto do passageiro; e Os veículos construídos pela Talgo têm seu próprio sistema Pendular que fornece uma inclinação passiva das carrocerias nas curvas. É um sistema simples baseado na elevação do plano de suporte das molas de suspensão acima do centro de gravidade das carrocerias. Este sistema é usado para reduzir as forças laterais que afetam os passageiros ao passar pelas curvas. Este sistema permite um aumento de 25% na velocidade de operação ao passar por uma curva. Página 89 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 19-2: Mecanismos Pendulares 19.3.2 Os vagões de passageiros do Acela Express da Bombardier são providos de um sistema pendular ativo baseado na comprovada tecnologia LRC (Leve, Rápido, Confortável) da Bombardier. O sistema pendular compensa um máximo de 75% da força lateral sentida pelos passageiros ao passar numa curva, e torna-se totalmente ativo acima de 60 mph. O sistema pendular é acomodado por um suporte pendular, que é suspenso da armação do truque por quatro braços giratórios. O sistema pendular é acionado hidraulicamente por uma unidade de potência hidráulica debaixo do piso. Cada vagão tem uma unidade de processamento de controle de inclinação e inclina-se independentemente dos outros até 6,5 graus para ambos os lados da vertical; as funções de inclinação são controladas pelo sensor pendular principal e controlador principal localizado no vagão de tração. Os próprios vagões de tração não se inclinam. 19.3.3 Todos os trens que se inclinam ativamente precisam de um sistema de controle, que usa dados de referência de transdutores, ou na carroceria ou no truque, para detectar componentes de movimento (aceleração lateral, velocidade de guinada e/ou velocidade de rolagem) e então é aplicado um algoritmo matemático em tempo real para acionar os atuadores para inclinar a carroceria para compensar a aceleração lateral percebida pelos passageiros. Os trens pendulares japoneses também usam informações de faixa de domínio para melhorar o desempenho e o CAF demonstrou um sistema que usa dados armazenados a respeito do traçado da via. 19.3.4 Atualmente existe um melhor entendimento dos fatores que afetam o conforto do passageiro e de como projetar sistemas pendulares para evitar a náusea – algum grau de subcompensação parece ser menos perturbador que compensação completa. 19.4 Frenagem Regenerativa 19.4.1 Durante a frenagem, as conexões dos motores de tração são alteradas para transformálos em geradores elétricos. Os campos do motor são conectados através do gerador de tração principal (MG) e as armaduras do motor são conectadas através da carga. O MG agora excita os campos do motor. As rodas do vagão giram as armaduras do motor, e os motores atuam como geradores, seja enviando a corrente gerada através de resistores a bordo para desempenho de frenagem (frenagem dinâmica) ou de volta para a alimentação (frenagem regenerativa). 19.4.2 Para uma dada direção de funcionamento o fluxo de corrente através das armaduras do motor durante a frenagem será oposto àquele durante a motorização. Portanto, o motor exerce torque numa direção que é oposta à direção de rolamento. O esforço de frenagem Página 90 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 é proporcional ao produto da intensidade magnética dos enrolamentos de campo por a dos enrolamentos da armadura. 19.4.3 A experiência no RU constatou economias de energia entre 15% e 17% para veículos que usam frenagem regenerativa. Ao utilizar este sistema também há menor desgaste nos componentes de frenagem a fricção, e desse modo prolonga-se os períodos de substituição e reduz-se os custos de manutenção. 19.4.4 Recomenda-se que para obter os melhores retornos de frenagem regenerativa, o sistema inteiro deve ser projetado para acomodar a potência retornada ao frear os trens, e o seccionamento do sistema disposto para assegurar que as cargas estejam disponíveis para aceitar a energia regenerada tanto quanto possível. 19.4.5 Será necessária investigação adicional para avaliar a capacidade do sistema de distribuição de aceitar a alimentação reversa. 19.5 Frenagem Reostática ou Dinâmica 19.5.1 Os freios dinâmicos ("freios reostáticos" no RU), diferentemente dos freios regenerativos, dissipam a energia elétrica como calor ao passar a corrente através de grandes bancos de resistores variáveis. Os veículos que usam freios dinâmicos incluem locomotivas e bondes diesel-elétricas. Se projetados apropriadamente, este calor pode ser usado para aquecer o interior do veículo. Se dissipado externamente, empregam-se grandes coberturas tipo radiador para alojar os bancos de resistores. 19.6 Freios Mistos 19.6.1 A frenagem dinâmica sozinha é insuficiente para parar uma locomotiva, uma vez que seu efeito de frenagem diminui rapidamente abaixo de 10 - 12 mph (16 - 19 km/h). Portanto é sempre usada em conjunto com o Freio a Ar normal. Este sistema combinado é chamado frenagem mista. 19.6.2 Embora a frenagem mista combine tanto frenagem dinâmica como frenagem a ar, projeta-se a força de frenagem resultante para que seja a mesma que os freios a ar fornecem sozinhos. Isso é conseguido maximizando-se a porção de freio dinâmico e regulando-se automaticamente a porção de freio a ar, uma vez que o objetivo principal da frenagem dinâmica é reduzir a quantidade de frenagem a ar necessária. Isso conserva o ar e minimiza o risco de rodas superaquecidas. Um fabricante de locomotiva, a EMD, estima que a frenagem dinâmica forneça de 50% a 70% da força de frenagem durante a frenagem mista. 19.7 Frenagem a Corrente Parasita 19.7.1 A frenagem do veículo, seja através de freios elétricos ou freios a disco, gera forças de reação na interface roda/trilho, que leva ao desgaste dos trilhos e rodas. A frenagem a corrente parasita emprega um eletroímã no truque do veículo, próximo ao fim de linha. Quando energizado, este induz correntes parasitas no trilho que reage contra o campo magnético do trem em movimento e reduz a velocidade do trem sem nenhuma força na interface da roda/trilho. Isso tem a vantagem de evitar desgaste de trilhos e rodas, mas a energia cinética do trem é convertida em energia calorífica no trilho. Se for usada via com lastro, isso poderá aumentar o risco de empenamento do trilho quando faz calor e são geralmente necessárias restrições operacionais para controlar este risco. Se for usada via em laje, sua rigidez lateral é tão grande que é permitido o uso irrestrito de frenagem a corrente parasita. Página 91 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 19-3: Especificações de Frenagem de HSR Veículo Tipo de Freio TGV da Alstom As configurações ferroviárias atuais do TGV usam três sistemas de frenagem: freios a disco, freios dinâmicos em eixos tracionados, e em alguns casos freios de bandas de rodagem para emergências. AGV da Alstom O AGV tem frenagem misturada reostática (dinâmica) e regenerativa. Os freios dinâmicos são complementados por três discos de freio em cada eixo traseiro. Pretende-se que esses sejam usados somente durante o último estágio de frenagem. Pendolino da Alstom Regenerativa, Reostática, a Disco Acela Express da Bombardier Frenagem regenerativa e dinâmica. Sob frenagem regenerativa cada vagão de tração pode fornecer 3.000 kW de potência de frenagem. Se a catenária não for receptiva à potência recuperada, uma grade de resistores modulada por um interruptor é usada para dissipar a energia (o "freio dinâmico"). Zefiro da Bombardier O Zefiro EMU é equipado com um sistema de frenagem eletropneumático que age diretamente. Tem freios a disco montados nas rodas nos eixos tracionados, freios a disco montados no eixo nos eixos traseiros e freio eletrodinâmico regenerativo. Caf ATPRD S/120 Freios elétricos regenerativos e reostáticos, complementados com freios a disco operados pneumaticamente com um sistema de proteção contra deslizamento da roda. Shinkansen Série 800 da Hitachi Frenagem regenerativa A-Train da Hitachi Frenagem regenerativa Velaro da Siemens Regenerativo, Reostático, pneumático Talgo 350 Regenerativo e Reostático 19.8 Resistência a impacto 19.8.1 A resistência a impacto é a capacidade de uma estrutura proteger seus ocupantes durante um impacto. Isso é geralmente testado demonstrando a conformidade dos veículos com os padrões estruturais relevantes. 19.8.2 Dependendo da natureza do impacto e do veículo envolvido, critérios diferentes são usados para determinar a resistência a impacto da estrutura. A resistência a impacto poderá ser avaliada tanto prospectivamente, usando modelos de computador ou experimentos, ou retrospectivamente, analisando-se os efeitos da colisão. Vários critérios são usados para avaliar a resistência a impacto prospectivamente, incluindo padrões de deformação da estrutura do veículo, a aceleração experimentada pelo veículo durante um impacto, e a probabilidade de lesão prevista por modelos do corpo humano. A probabilidade de lesão é definida usando-se os critérios de lesão, que são parâmetros mecânicos (ex., força, aceleração, ou deformação) que se correlacionam a riscos de lesão. Um critério de lesão comum é o critério de impacto da cabeça (HIC). A resistência a impacto é avaliada retrospectivamente analisando-se os riscos de lesão em colisões do mundo real, freqüentemente usando regressão ou outras técnicas estatísticas para controlar a grande quantidade de confundidores presentes nas colisões. 19.8.3 Quaisquer novos Trens de Alta Velocidade que forem operar na Europa atualmente têm que atender a Especificação Técnica para Interoperabilidade (TSI) para Trens de Alta Página 92 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Velocidade. Esta TSI define vários parâmetros, inclusive os requisitos de resistência a impacto para novos veículos, que incluem o seguinte: características de limitação mecânica detalhadas para resistência estática; características de limitação mecânica detalhadas para resistência de segurança passiva; especificação detalhada para segurança passiva; critérios de aceite; método de validação; e definições de obstáculo. Tabela 19-4: Resistência a Impacto do HSR Veículo Resistência a Impacto TGV Duplex da Alstom Zonas de esmagamento e compartimentos de passageiros rígidos garantem segurança máxima em caso de colisão. A estrutura das unidades de tração é projetada para suportar uma carga de força frontal de 500 toneladas métricas (estado estacionário), e possui amortecedores estruturais para absorver a energia de impacto. O forte amortecimento entre veículos adjacentes contribui para a capacidade de manter-se alinhado e na vertical na hipótese de descarrilamento. Estes trens têm tido excelente desempenho em incidentes operacionais reais, incluindo descarrilamentos em alta velocidade sem provocar lesões. AGV da Alstom O AGV tem a mesma resistência a impacto que o TGV Duplex e é capaz de absorver até 6 MJ de energia. Este trem foi projetado para os requisitos da TSI para Trens de Alta Velocidade. Acela Express da Bombardier As técnicas de gerenciamento da energia de colisão baseadas na tecnologia do TGV de 3° geração controlam as deformações estruturais em caso de acidente, para aumentar a segurança dos passageiros. O Acela Express é o primeiro trem a atender os padrões de resistência a impacto Tier II da Federal Railroad Administration dos EUA, que são potencialmente os mais severos do mundo. Zefiro da Bombardier Este trem teria sido projetado para os requisitos da TSI para Trens de Alta Velocidade. Javelin Classe 395 da Hitachi Este veículo é um derivado do A-Train e terá sido projetado para os requisitos da TSI para Trens de Alta Velocidade. Velaro da Siemens Este trem teria sido projetado para os requisitos da TSI para Trens de Alta Velocidade. Página 93 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 20 Alstom Transport 20.1 TGV 20.1.1 A Alstom Transport tem três tipos de veículos ferroviários que operam em Altas Velocidades, o TGV e AGV, que são Trens de Muito Alta Velocidade, e o Pendolino, que é um Trem de Alta Velocidade. Figura 20-1: TGV da Alstom 20.1.2 O TGV (train à grande vitesse) é o trem de alta velocidade da França desenvolvido pela GEC-Alsthom (agora Alstom) e SNCF, a operadora ferroviária nacional da França. Depois do serviço inaugural do TGV entre Paris e Lyon em 1981, a rede do TGV, centralizada em Paris, expandiu-se para conectar cidades através da França e em países adjacentes. Detém o recorde do mais rápido trem com rodas, tendo alcançado 574,8 km/h (357 mph) em 3 de abril de 2007, e também detém a velocidade média mais alta do mundo para um serviço de passageiro regular. 20.1.3 Os TGVs são unidades múltiplas articuladas semi-permanentemente acopladas, com truques Jacobs entre os vagões, suportando ambos. Os vagões de tração em cada extremidade dos trens têm seus próprios truques. Os trens podem ser encompridados acoplando-se dois TGVs juntos, usando engates escondidos nos bicos dos vagões de tração. A SNCF opera uma frota de cerca de 400 TGVs. Sete tipos de TGV ou derivado de TGV atualmente operam na rede francesa; são eles: TGV Sud-Est (passageiros) e La Poste (frete), TGV Atlantique (10 ao invés de 8 vagões) TGV Réseau (similar ao Atlantique, mas somente 8 vagões) Eurostar (Três Capitais e norte de Londres), TGV Duplex (dois andares para maior capacidade de passageiros), Thalys PBA e PBKA (países do Benelux, derivado do Réseau e Duplex respectivamente), Página 94 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 20.1.4 TGV POS (Paris-Ostfrankreich-Süddeutschland, ou Paris-França Oriental-Sul da Alemanha). Todos os TGVs são no mínimo de duas correntes, o que significa que podem operar a 25 kV, 50 Hz CA em linhas mais novas (incluindo LGVs) e a 1,5 kV CC em linhas mais antigas (tais como as lignes classiques de 1,5 kV que são comuns ao redor de Paris). Trens que cruzam a fronteira com a Alemanha, Suíça, Bélgica, Países Baixos e Reino Unido devem acomodar outras tensões, necessitando TGVs de três correntes e quatro correntes. Os TGVs têm dois pares de pantógrafos, dois para uso CA e dois para uso CC. Resumo Técnico Tabela 20-1: Especificação de Trem da Alstom Tipo de Velocidade Número de Comprimento equipamento máxima assentos total Largura Peso Potência (em 25 kV) Potência/ peso 270 km/h (168 mph) como construído 300 km/h (186 mph) reconstruído 345 200,2 m 2,81 m 385 t 6.450 kW 16,7 W/kg *TGV Atlantique 300 km/h (186 mph) 485 237,5 m 2,90 m 444 t 8.800 kW 19,8 W/kg TGV Réseau 300 km/h (186 mph) 377 200 m 2,90 m 383 t 8.800 kW 23,0 W/kg 300 km/h (186 mph) 750 393,7 m 2,81 m 752 t 12.240 kW 16,3 W/kg norte de Londres 300 km/h (186 mph) 596 318,9 m 2,81 m 665 t 12.240 kW 18,4 W/kg TGV Duplex 320 km/h (199 mph) 512 200 m 2,90 m 380 t 8.800 kW 23,2 W/kg Thalys PBKA 300 km/h (186 mph) 377 200 m 2,90 m 385 t 8.800 kW 22,9 W/kg TGV POS 320 km/h (199 mph) 357 200 m 2,90 m 383 t 9.280 kW 24,2 W/kg TGV Sud-Est Eurostar Três Capitais Eurostar 20.1.5 A tecnologia do TGV foi adotada em vários outros países separadamente da rede francesa: AVE (Alta Velocidad Española), na Espanha; Korea Train Express (KTX), na Coréia do Sul; Acela Express, um trem pendular de alta velocidade construído pela Bombardier, participante no TGV, para os Estados Unidos, que usa tecnologia de motor do TGV (embora o resto do trem não tenha relação); O governo marroquino fechou um contrato de €2 bilhões com a Alstom para construir uma linha de TGV entre Tangier e Casablanca. O trem deve entrar em operação em 2013; e A ferrovia de alta velocidade Buenos Aires-Rosario-Córdoba, na Argentina, apresentará um TGV de dois andares (TGV duplex), movendo-se a 320 km/h Página 95 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 20.2 AGV Figura 20-2: AGV da Alstom 20.2.1 Em 2003, a Alstom lançou um projeto para desenvolver um trem de velocidade muito alta de quarta geração, o AGV (Automotrice a Grande Vitesse). O lançamento em 5 de fevereiro de 2008 do novo AGV, trem de ponta de um andar, que incorpora vagões articulados e um novo sistema de tração distribuído. O AGV foi projetado para atingir uma velocidade comercial de 360 km/h. A operadora de alta velocidade italiana de acesso aberto Nuovo Trasporto Viaggiatori é a primeira empresa a comprometer-se a comprar vinte e cinco unidades múltiplas de onze vagões do AGV, e começará a recebê-los em 2009. 20.2.2 A arquitetura articulada usada no AGV é baseada nos mesmos princípios usados de com sucesso nos trens TGV, e envolve posicionar os truques entre os vagões de um trem. Este posicionamento dos truques elimina a maioria das vibrações e ruído causado dentro dos vagões pela operação do trem sobre as vias, bem como o amortecimento de qualquer movimento entre vagões. 20.2.3 No novo sistema de distribuição de tração os motores mudam de locomotivas dedicadas, na parte da frente e traseira dos trens, para abaixo do piso dos vagões. Ao remover a necessidade de locomotivas dedicadas o AGV tem um espaço disponível adicional de 20% a mais que trens tradicionais de igual comprimento, que pode ser adaptado para atender necessidades individuais de operadoras de trem, fornecendo mais assentos ou instalações especiais tais como locais de descanso e áreas de trabalho. 20.2.4 O AGV usa motores síncronos com imã permanente para fornecer tração e frenagem eletrodinâmicas. Com seis truques de tração instalados em sua configuração de 11 vagões, o AGV gera potência de 22,6 kW/tonelada. 20.2.5 O AGV foi projetado para ser modular, para permitir que se adapte às exigências específicas de operadoras de trem e às características das linhas nas quais terá que operar. As operadoras de trem podem alterar o comprimento dos trens AGV, para comprimentos de trem de 7, 8, 11 ou 14 vagões, que forneceriam capacidades de 250 a 650 passageiros. Página 96 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 20-2: Especificação do AGV Operadora Nuovo Trasporto Viaggiatori Data de Introdução 2009 Velocidade de Projeto 360 km/h Fonte de Alimentação 25 kV CA, 15 kV CA, 3 kV CC, 1,5 kV CC Configuração 7 a 14 vagões Inclinação n/a Dimensões 130 m a 250 m Peso 270 a 510 toneladas Capacidade 250 a 650 passageiros Potência 6.000 a 12.000 kW 20.3 Pendolino 20.3.1 O Pendolino é uma família italiana de trens pendulares usados na Itália, Espanha, Portugal, Eslovênia, Finlândia, República Tcheca, Eslováquia, Reino Unido, Suíça e China. Foi desenvolvido e fabricado pela Fiat Ferroviaria, que foi adquirida pela Alstom em 2002. 20.3.2 Na Itália vários protótipos foram construídos e testados, e em 1975 um Pendolino protótipo, o ETR 401, foi colocado em serviço público, construído pela Fiat e operado pela Estatal Ferrovias Italianas. Em 1987 teve início a operação de uma frota completa de Pendolinos modernizados (ETR 450), que incorporavam algumas tecnologias do projeto infeliz APT da British Rail. Em 1993 a próxima geração, o ETR 460, iniciou serviços. Posteriormente dois novos modelos foram produzidos: ETR 480 e ETR 600. 20.3.3 O modelo finlandês, o S220, é baseado no ETR 460, adaptado às exigências específicas da VR (Valtionrautatiet, Estatal de Ferrovias Finlandesas) e às condições climáticas frias. Atualmente existem um total de 18 unidades operando. 20.3.4 Em 2004 a Virgin Trains no RU começou a operar trens Pendolino projetados sob encomenda conhecidos como Classe 390 em sua concessão West Coast Main Line (WCML). 20.3.5 Em Portugal o Pendolino é chamado Alfa Pendular e é operado pela empresa ferroviária estatal portuguesa CP. Conecta as cidades de Braga, Porto, Aveiro, Coimbra, Santarém, Figura 20-3: Pendolino do RU Página 97 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Lisboa, Albufeira e Faro, dentre outras, e tem uma velocidade máxima de 220 km/h (136,7 mph). Os truques tiveram que ser projetados novamente para operação na via de bitola larga de Portugal, e os trens foram montados pela Alstom na planta portuguesa Amadora. 20.3.6 A Slovenian Railways opera um trem pendular Pendolino similar ao modelo italiano em suas linhas principais. 20.3.7 Em 2000, a Fiat Ferroviaria incumbiu-se de um pedido de construção do trem pendular tcheco e alterou-o para Pendolino. A primeira configuração foi entregue em 2004 como Pendolino ČD 680. Ao testar de Břeclav a Brno em 18 de novembro de 2004, o Pendolino atingiu uma velocidade de 237 km/h e criou um novo recorde de velocidade ferroviária tcheco. 20.3.8 A China Railway High-speed (CRH) comprou tecnologias da Alstom para montar 60 configurações de trens EMU de alta velocidade, que foram designados CRH5 e são baseados nos trens Pendolino usados na Finlândia. Os CRH5 são trens não-pendulares. 20.3.9 Atualmente, vários países na Europa Central e Oriental encomendaram configurações ferroviárias Pendolino. Isso inclui Rússia (Oy Karelian Trains Ltd que é uma joint venture entre a Russian Railways (RZhD) e a VR (Finnish Railways)), que em agosto de 2007 encomendou quatro Pendolinos de sete vagões de bitola 1520 mm para uso nos serviços de São Petersburgo - Helsinki a 220 km/h, com início previsto para 2010. Página 98 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 21 Bombardier Transportation 21.1 Acela Express 21.1.1 A Bombardier Transportation tem alguma experiência na construção de Trens de Alta Velocidade, principalmente em conjunto com outros fabricantes. Por exemplo, o ICE3 na Alemanha (abordado na seção Siemens deste relatório) e o TGV na França (abordado na seção Alstom deste relatório). 21.1.2 O Acela Express da Bombardier é um projeto de 265 km/h que opera na América do Norte. Eles também têm um projeto para um JetTrain e lançaram recentemente um novo trem de alta velocidade de 200 km/h a 350 km/h chamado Zefiro. Figura 21-1: Acela Express 21.1.3 Acela Express é o nome usado pela Amtrak para o serviço de trem pendular de alta velocidade que opera entre Washington, D.C. e Boston, via Baltimore, Filadélfia e Nova York, ao longo do Corredor Nordeste (NEC) no nordeste dos Estados Unidos. O projeto pendular permite que o trem viaje a velocidades maiores no NEC com muitas curvas sem incomodar os passageiros, reduzindo as forças G laterais. Os trens Acela Express são as únicas verdadeiras configurações ferroviárias de alta velocidade nos Estados Unidos. Isso tornou os trens muito populares, e segundo estimativas, a Amtrak obteve mais da metade da participação de mercado de viajantes entre Washington e Nova York. Fora das estações, o Acela se move a velocidades entre 75 mph (120 km/h) e 150 mph (241 km/h), dependendo das condições da via. 21.1.4 Os trens Acela Express foram um projeto conjunto estabelecido pela Bombardier (75%) e pela Alstom (25%). Apesar do projeto dos trens, com vagões de tração idênticos de 6.000 hp (4.474 kW) em cada extremidade, operando em tensão de 11.000 volts CA, freqüência de 25 Hertz, assemelhar-se ao TGV da França, os únicos componentes diretamente derivados do TGV são os 4 motores elétricos assíncronos de tração CA (por vagão de tração). Os vagões pendulares são baseados nos trens LRC anteriores da Bombardier ao invés dos reboques articulados do TGV, e as locomotivas e os vagões de passageiros são muito mais pesados do que os do TGV, a fim de atender a uma abordagem diferente da América do Norte em relação a padrões de colisão ferroviária. Página 99 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 21-2: Layout do Acela 21.1.5 A Bombardier tem usado, desde então, o projeto do vagão do Acela Express e uma variação não-elétrica do vagão de tração para seu JetTrain experimental Tabela 21-1: Resumo Técnico do Acela Operadora Amtrak Data de Introdução Dez 2000 Velocidade de Projeto 265 km/h Bitola 1.435 mm Fonte de Alimentação 12 kV e 25 kV CA (comutação automática) Configuração 2 vagões de tração, 6 vagões Inclinação Hidráulica Máx 6,50 Dimensões Comprimento: 20 m Largura: 3,1 m Peso 624 toneladas Número 20 Capacidade Primeira Classe: 44 Classe Executiva: 260 Potência 9.200 kW (2 x 4.600 kW) 21.2 JetTrain 21.2.1 O JetTrain é um trem de passageiros experimental de alta velocidade construído pela Bombardier Transportation numa tentativa de tornar o serviço de alta velocidade europeu mais atraente financeiramente para ferrovias de passageiros na América do Norte. Ele usa os mesmos vagões pendulares derivados do LRC que os trens Acela Express que a Bombardier vendeu para a Amtrak nos anos 90 e uma locomotiva similar, mas ao invés de ser energizado por uma catenária aérea como é o Acela e a maioria dos outros trens de alta velocidade, ele usa uma turbina a gás Pratt & Whitney Canada PW150 de 3.750 kW (5.000 hp). 21.2.2 Como os trens Acela, é capaz de velocidades da ordem de 240 km/h (150 mph), dependendo das vias e da sinalização. 21.2.3 No início do século 21, a Bombardier tentou agressivamente vender o JetTrain para diversos clientes na América do Norte como uma forma menos dispendiosa de construir ferrovias de alta velocidade, mas ainda não foi construído nenhum sistema deste tipo. 21.3 Zefiro 21.3.1 A família Zefiro de trens de alta velocidade foi projetada usando componentes e tecnologias comprovadas do mundo inteiro, e estão adaptadas para operação em linhas de alta velocidade eletrificadas mundialmente. A Bombardier recebeu seu primeiro Página 100 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 pedido para um trem tipo Zefiro em outubro de 2007 para 20 trens MEU com vagão dormitório, capazes de velocidades de até 250 km/h, para operação na China. Descrição geral 21.3.2 Os trens Zefiro são construídos usando três tipos de vagões, vagões finais Motorizados (Mc), vagões reboque Intermediários com pantógrafo (Tp) e sem pantógrafo (T), vagões motorizados Intermediários (M). Estes vagões são combinados para criar duas unidades básicas de trem, como segue: Versão para 250 km/h Unidade 1 do Trem: Unidade 2 do Trem: Versão para 300 km/h Mc1 – Tp1 – T1 – M1 Mc2 – Tp2 – T2 – T3 Mc2 – Tp2 – T2 – M2 Duas das unidades básicas acima formam uma configuração ferroviária de 8 vagões fixos. 21.3.3 Cada unidade básica do trem tem seu próprio sistema completo para propulsão, alimentação auxiliar de 400 V CA e alimentação de bateria de 110V. A alimentação de alta tensão está conectada entre as unidades básicas do trem, um pantógrafo por vez alimenta todos os transformadores principais. Os vagões Mc e M têm a mesma estrutura de sistema elétrico e equipamentos exceto os equipamentos adicionais no vagão final para a cabina do condutor e as antenas ATP. Todos os quatro eixos são tracionados nos vagões motorizados. Os vagões Tp contêm os equipamentos de alta tensão. Tabela 21-2: Layout e Dimensões do Zefiro Comprimento (inclusive a face de engate) de 100 m (EMU de 4 vagões) a 400 m (EMU de 16 vagões) Comprimento vagões finais (inclusive a face de engate) 26.390 mm Comprimento vagões intermediários 24.775 mm (inclusive a face de engate) Distância do Centro do Truque 17.375 mm Altura do piso (área de passageiro) 1.250 mm (tor) Piso de entrada 1.250 mm (tor) Altura do teto a partir do topo do trilho (tor), novas rodas 3.890 mm Largura da Carroceria do vagão 2.900 mm ou 3.400 mm Altura de funcionamento do pantógrafo 5.300 – 6.500 mm (tor) Portas externas, Largura de abertura Altura de Abertura 900 mm, 2 por vagão e lado 2.000 mm Altura do engate automático 880 mm (tor) Diâmetro da roda nova/usada 915/835 mm Página 101 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 21-3: Dados Gerais de Desempenho do Zefiro Zefiro 250 Zefiro 300+ Velocidade Operacional Máx 250 km/h 300 km/h Velocidade de Teste Máx 300 km/h 350 km/h Tempo de Vida do Projeto 25 anos Distância máx de frenagem partindo de 250 km/h com carga máx e via em nível <3.000 m Distância máx de frenagem partindo de 160 km/h com carga máx e via em nível <1.400 m Aceleração de partida com carga total 0,57 m/s² (até 50 km/h) Aceleração residual a velocidade operacional máx ≥0,07 m/s² ≥0,06 m/s² Freio de Serviço 0,6 m/s² 250 km/h 0,6 m/s² 300 km/h - 200 km/h - 200 km/h 0,8 m/s² 200 km/h – 0km/h Freio de Estacionamento, garante parada de trem com peso máximo normal em gradiente de 30%. Potência Máx 6.150 kW Tensão/freqüência nom. 8.200 kW 25 kV 50 Hz Mín 17,5 kV Máx 30 kV, contínuo Máx 31 kV, transitório <1s Corrente de curto circuito 25 kA, 100ms Capacidade do seccionador principal 20 kA, 100ms Operação Múltipla Até 16 vagões (2 x 8 Vagões) Sistema de Tração CA monofásico / CC / CA trifásico Fonte de Alimentação Auxiliar Interna 3 x 400 V 50Hz Externa 3 x 380 V 50Hz Sistema de Bateria 110 V CC, nominal Sistema de Computador Sistema distribuído Sistema de Frenagem Engates EP-direto (freios a disco) e Eletrodinâmico Acoplamento automático em 3 minutos Página 102 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 22 CAF (Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles) 22.1 Introdução 22.1.1 A CAF fabricou vagões ferroviários para o mercado dos EUA e Irlanda do Norte. A Iarnród Éireann, a companhia ferroviária estatal da República da Irlanda, fez um grande pedido de vagões e DVTs. 22.1.2 Em fevereiro de 2004, a RENFE encomendou 45 EMUs de bitola variável CAF/Alstom de 25 kV CA / 3kV CC, para serviços regionais de 250 km/h, entre outubro de 2006 e maio de 2009. A CAF está fabricando as configurações ferroviárias para a linha ferroviária de alta velocidade entre Istambul e Ancara, a qual se espera inaugurar este ano. 22.2 ATPRD S/120 22.2.1 O ATPRD S/120 é uma unidade de trem elétrico de tensão dupla, autopropulsionado, de 250 km/h, provido de um sistema de bitola variável. As unidades consistem de quatro vagões: MCT-MIT-MIP-MCP, por meio dos quais duas unidades podem ser acopladas juntas, dando um trem de oito vagões. Dois motores elétricos por vagão, carroceria montada e controlada pela IGBT, que traciona um dos eixos de cada truque através de uma junta universal. São também fornecidos freios elétricos regenerativos e reostáticos, complementados por freios a disco operados pneumaticamente com um sistema de proteção de deslizamento de roda. Tabela 22-1: Dimensões do CAF Comprimento do vagão Final MCT e MCP 27,7 m Comprimento dos Vagões Intermediários MIT e MIP 25,78 m Largura Externa Máxima 2,92 m Altura Máxima acima do Trilho 4,23 m Distância entre truques 19 m Distância entre Eixos de Truque 2,8 m Diâmetro de Roda Nova 850 mm Altura do Piso ao Trilho 1,3 m Página 103 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 22-2:CAF Características Tensão de Alimentação 25 kV CA / 3.000 V CC Bitola do Trilho 1.435 mm / 1.668 mm Tabela 22-3: Desempenho do CAF Velocidade Máxima 25 kV ca 250 km/h 3.000 V CC 220 km/h Tração Máxima 25 kV ca 4 MW 3.000 V CC 2,7 MW Esforço de Tração Máxima 150 kN Esforço de Frenagem Elétrica Máxima 150 kN Tabela 22-4: Capacidade de Passageiros do CAF MCT 80 MIT 76 MIP 27 MCP 55 Trem 238 Página 104 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 23 Hitachi 23.1 Introdução 23.1.1 Os trens de alta velocidade da Hitachi consistem da série Shinkansen de Trens de Alta Velocidade que operam no Japão. O mais recente destes é a série 800 com uma velocidade de projeto de 285 km/h. O projeto do trem A é um projeto flexível capaz de operar a velocidades até 225 km/h e o Javelin, que é baseado na tecnologia do trem A e do trem bala é capaz de velocidades até 225 km/h. 23.2 Shinkansen Série 800 Figura 23-1 O Shinkansen Série 800 23.2.1 O trem Shinkansen Série 800 foi desenvolvido pela Hitachi para uso na linha ferroviária de alta velocidade Kyushu Shinkansen no Japão. Os trens foram introduzidos nos serviços de Tsubame em março de 2004. 23.2.2 A série 800 é ligeiramente mais lenta que seus antecessores, o Shinkansen Série 500 e o Shinkansen Série 700: atingirá uma velocidade máxima de 260 km/h (160 mph) em serviço, embora sua velocidade de projeto seja de até 285 km/h (180 mph). Página 105 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 23-1: Resumo Técnico Shinkansen Série 800 Série 700 Série 500 Kyushu Railway Company Central Japan Railway Company West Japan Railway Company Data de Introdução Mar 2004 Mar 1999 Mar 1997 Velocidade Máxima 260 km/h 285 km/h 300 km/h Velocidade de Projeto 285 km/h 285 km/h 320 km/h Bitola 1.435 mm 1.435 mm 1.435 mm 25 kV CA, 60 Hz 25 kV CA, 60 Hz 25 kV CA, 60 Hz 6 vagões: 16 vagões: 16 vagões: Todos motorizados. 12 Motorizados Todos motorizados Operadora Fonte de Alimentação Cormiguração 4 Reboques Pendular Dimensões n/a n/a n/a Comprimento: Comprimento: Comprimento: 27,35 m vagões finais 27.35 m vagões finais 27 m vagões finais 25 m vagões intermediários 25 m vagões intermediários 25 m vagões intermediários Largura: 3,38 m Largura: 3,38 m Largura: 3,38 m 392 passageiros 1.323 passageiros 1.324 passageiros 6.600.kW 13.200.kW 17.600.kW (24x275.kW) (48x275.kW) (64x275.kW) Peso Capacidade Potência 23.3 A – Train 23.3.1 O novo conceito de projeto A-Train da Hitachi é baseado na criação de um sistema flexível capaz de adaptar-se a todos os tipos de veículos ferroviários. Há quatro variantes propostas atualmente, sendo elas o Regional, Suburbano, Expresso e de Alta Velocidade. Parte da tecnologia usada no A-Train é baseada nos trens Shinkansen. As informações básicas para os trens de Alta Velocidade A-Train são como segue na Tabela 23-2. Página 106 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 23-2: Especificação de A-Train Bitola do Trilho 1.435mm Configuração do Trem DPT-M-M-M-M-DPT Comprimento do Trem 121,8 m Comprimento do Vagão Vagão Final 20,9 m Vagão Intermediário 20,0 m Distância entre centros de truques ferroviários 14,17 m Largura do vagão 2.810 mm Altura do Vagão 3.820 mm Velocidade Máxima Tensão CA 225 km/h Tensão CC 160 km/h Tensão de Alimentação Tensão CA 25 kV 50 Hz Tensão CC 750 V Potência de Tração Tensão CA 3.360 kW Tensão CC 3.360 kW Tensão CA 0,7 m/s² Tensão CC 0,7 m/s² Aceleração Diâmetro da Roda Nova/Usada 870 mm / 790 mm Peso Vazio 266 toneladas No. de Assentos 1° Classe 53 2° Classe 220 23.4 Javelin Classe 395 23.4.1 Os veículos Javelin Classe 395 foram comprados pela HSBC Rail no RU para andarem na Conexão Ferroviária do Túnel do Canal. Foram compradas um total de 29 unidades de seis vagões. Em operação normal, planeja-se colocá-las em funcionamento como configurações de 12 vagões. Esses veículos são baseados na tecnologia A-Train e Trem Bala, de projeto aerodinâmico para velocidade e conforto, e elevada resistência a impacto. As velocidades serão de até 225 km/h. 23.4.2 Esses veículos são de tensão dupla, 750 V CC e 25 kV CA aérea, com um total de 16 motores de tração montados nos quatro vagões intermediários, que têm todos os eixos tracionados. Os freios são dinâmicos e regenerativos para economizar energia. Página 107 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 23-2: Layout do Javelin Página 108 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 24 Rotem 24.1 Introdução 24.1.1 Designada como fornecedora de Material Rodante do Consórcio TG França-Coréia (KTGVC), a Rotem tem demonstrado seu conhecimento de engenharia e capacidade técnica na implementação de Trens de Alta Velocidade. Como resultado dessa colaboração, a Rotem e 11 outros membros do consórcio R&D na Coréia desenvolveram o novo tipo de Trem de Alta Velocidade Coreano (HSR 350X), projetado para operar a uma velocidade máxima de 300 km/h. Figura 24-1: Trem HS da Rotem 24.1.2 Devido a seu sucesso em desenvolver novos trens de alta velocidade, o contrato para fornecer o KTX-II foi concedido à Rotem. 24.2 KTX II 24.2.1 O KTX II está sendo fabricado atualmente, sendo produzidas 10 configurações ferroviárias, cada uma consistindo de 10 vagões. A fabricação dos primeiros veículos deveria estar concluída em abril 2008, com teste e comissionamento ocorrendo entre abril de 2008 e março de 2009. A entrega deve ocorrer em duas fases, Fase 1 de 60 vagões até junho de 2009 e Fase 2 dos restantes 40 vagões até junho de 2010. Página 109 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Página 110 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 25 Siemens 25.1 Conceito Velaro 25.1.1 O Velaro da Siemens é uma família de EMUs de alta velocidade. Inclui as classes 403 e 406 do Deutsche Bahn, conhecidas como ICE 3 e ICE 3M respectivamente. Quatro trens multisistema, conhecidos como ICE International pertencem a Nederlandse Spoorwegen. A RENFE espanhola encomendou uma versão mais potente, conhecida como Velaro E para sua rede AVE. Versões mais largas foram encomendadas pela China para a linha de alta velocidade Beijing-Tianjin (CRH 3) e pela Rússia para a rota Moscou - São Petersburgo e Moscou - Nizhny Novgorod (Velaro RUS). 25.2 Série ICE 25.2.1 A série ICE de configurações ferroviárias iniciou-se com o ICE-V financiado pelo governo alemão que foi a versão protótipo de sua família, e é baseada numa bitola de trilho de 1.435.mm. A partir deste protótipo, foi desenvolvido o ICE-1 que tem uma velocidade máxima de 280 km/h, mas está limitado a 250 km/h devido às limitações de infraestrutura. Cada vagão de tração (dois por configuração ferroviária) tem uma massa de 77,5 toneladas, um regime de potência de 9.600 kW e um esforço de tração de 200 kN. A massa total do trem é 795 toneladas e o comprimento é de 358 m. 25.2.2 Foi então desenvolvido o ICE-2, mas é mais semelhante a um trem bidirecional convencional, já que possui apenas um vagão de tração, mas o conjunto de vagões é mais curto, com 205,36 m de comprimento. Estes podem ser acoplados para formar um conjunto de vagões mais longo. A velocidade máxima é de 280 km/h, mas opera a 280/250 km/h, tracionados a partir de um vagão de tração que tem a mesma potência que o vagão de tração do ICE-1. 25.2.3 O ICE-3 é a terceira geração, com maior velocidade máxima, de 330 km/h. Para melhorar a tração em linhas de alta velocidade com gradientes maiores, o ICE-3 tem eixos tracionados distribuídos ao longo do comprimento do trem, ao invés de concentrado em uma ou duas unidades de tração. O ICE 3 é um [trem] de oito vagões com 16 eixos de tração que pode operar em múltiplos como o ICE 2 ou mesmo em conjunto com ele. 25.2.4 O ICE 3 é um trem de 8 vagões, sendo os vagões mais curtos e mais estreitos que os das versões anteriores do ICE e a frente mais aerodinâmica. 25.2.5 É projetado para ser operado internacionalmente, ao contrário das versões ICE-1 e ICE-2. Portanto tem que estar em conformidade com as Especificações Técnicas de Interoperabilidade – o que significa que duas configurações ferroviárias ICE-3 acopladas (trem inteiro) não podem ser mais longas que 400 m, e a carga por eixo não poderá exceder 17 toneladas. As entradas das portas devem ser facilmente accessíveis a partir de plataformas de 0,55 m e 0,76 m de altura, e o perfil deve encaixar-se na bitola de carga UIC 505. Adicionalmente o trem tem que ser compatível com os sistemas de eletricidade, sinalização e comunicação das linhas que usará. 25.2.6 A tração dos 8 vagões tracionados segue o princípio usado nos trens Shinkansen japoneses. O 1°, 3°, 6° e 8° vagões são cada um tracionado por quatro motores de tração de 500 kW, dando uma tração total de 8 MW em sistemas de CA. Cada vagão tracionado é abastecido por um inversor GTO de água refrigerada para todos os quatro motores de tração, estes estando instalados no 3° e 6° vagão. 25.2.7 Os truques têm uma suspensão principal com duas molas espirais por eixo e uma suspensão secundária com duas molas pneumáticas por truque. Página 111 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 25.2.8 O trem é equipado com um freio de correntes parasitas que garante frear o trem a maioria das vezes livre de desgaste. Além disso, graças ao maior número de eixos tracionados, o freio elétrico regenerativo pode ser usado mais eficientemente. Adicionalmente ele é equipado ainda com freios a disco. 25.2.9 Existem versões somente para CA, para sistemas de corrente múltipla para CA/CC e somente CC. Para ajudar a reduzir o ruído do vento e a resistência do ar, são providas de http://www.railfaneurope.net/pix/de/electric/emu/ICE/ICE-3/ICE787_HH3.jpg proteção aerodinâmica dos pantógrafos, que é similar aos trens Shinkansen japoneses. Figura 25-1: Pantógrafo do ICE Página 112 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 25-2: Layout típico de uma configuração ferroviária do ICE-3 Página 113 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 25-1: Resumo Técnico do ICE vagão final vagão intermediário trem (403) comprimento 25,835 m largura 2,95 m altura 3,89 m 24,775 m trem (406) 200,32 m massa (vazio) 409 toneladas 435 toneleadas assentos (total) 415 404 potência (cont.) 8000 kW 8000 kW (CA) 4300 kW (CC) esforço de tração 300 kN velocidade máxima 330 km/h 330 km/h (CA) 220 km/h (CC) massa/comprimento 2,042 t/m 2,172 t/m massa/assento 0,986 t/assento 1,077 t/assento potência/massa 19,56 kW/t 18,39 kW/t (CA) 9,89 kW/t (CC) Potência/assento 20,46 kW/assento 21,05 kW/assento(CA) 11,32 kW/assento(CC) Área total 509 m² Área de Passageiro 342,36 m² Página 114 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 26 Talgo 26.1 Introdução 26.1.1 A Talgo é uma fabricante espanhola de veículos ferroviários. É mais conhecida por um projeto de vagões de passageiros ferroviários articulados nos quais as rodas são montadas em pares, e não ligadas por um eixo, e ficam entre ao invés de abaixo dos vagões individuais. Outra característica do projeto é a suspensão, que permite que o veículo incline passivamente nas curvas, ajudando no conforto do passageiro. 26.1.2 Os vagões de passageiros da Talgo são usados nos serviços da Amtrak Cascades de Vancouver, Colúmbia Britânica na direção sul para Seattle, Washington, continuando para o sul via Portland, Oregon para Eugene, Oregon. 26.1.3 A Talgo também entrou no mercado de fabricação de trens de alta velocidade. Os trens "Talgo 350" vem operando a uma velocidade comercial máxima de 330 km/h na linha Madrid-Barcelona e Madrid-Valladolid desde 22 de dezembro de 2007. Essa série de trens foi projetada para atingir velocidade de 365 Km/h, embora as linhas atuais e serviços comerciais limitem a velocidade a 330 km/h. 26.2 Talgo 350 Figura 26-1: Talgo 350 26.2.1 O Talgo 350 construído para a linha Madrid-Barcelona da AVE é uma joint venture entre a Talgo e a Bombardier, que forneceu os equipamentos elétricos. Esses trens têm tração integrada, formada por duas locomotivas Talgo idênticas de Alta Velocidade, e uma configuração ferroviária Talgo de Alta Velocidade, composta por um número variável de vagões de passageiros, sendo no máximo doze. 26.2.2 A Talgo também pode oferecer trens na bitola ibérica (1,66 m), para moverem-se a 350 km/h, com inclinação passiva até aceleração lateral descompensada de até 1 m/s2. Página 115 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Tabela 26-1: Características Gerais do Talgo Velocidade Comercial Máxima 350 km/h Aceleração lateral máxima na curva 1,2 m/s² Deficiência de Inclinação Máxima 7,2 polegadas Bitola do Trilho 1.435 mm Fonte de Alimentação 25 kV 50 Hz Potência Instalada 4.000 kW Peso máximo por eixo 17 toneladas Comprimento máximo do trem 200 m Tabela 26-2: Características Específicas da Unidade de Tração do Talgo Comprimento 20 m Largura 2,96 m Altura 4m Distância entre Eixos 2,65 m Equipamento de Freio Pneumático Três freios a disco por eixo (dois deles nas rodas) Equipamento de Freio Elétrico Regenerativo (4 200 kW) e reostático (3 200 kW) Página 116 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 27 Tangshan, China 27.1 Introdução 27.1.1 Em 11 de abril, a Tangshan Locomotive & Rolling Stock Works lançou oficialmente o primeiro trem de alta velocidade CRH3 a ser produzido na China. De acordo com o fabricante, o CRH3 é o primeiro trem construído na China a ser projetado para uma velocidade máxima de 350 km/h. 27.1.2 Parte do China Northern group, a Tangshan está fornecendo ao Ministério de Ferrovias 60 configurações ferroviárias CRH3 de 8 vagões em parceria com a Siemens de acordo com um contrato de €1,3 bilhões assinado em novembro de 2005. 27.1.3 Os primeiros três trens foram construídos na Alemanha e embarcados para a China em dezembro de 2007. O restante deve ser construído na China, com a Siemens fornecendo alguns componentes conforme um acordo de transferência de tecnologia. 27.1.4 A carroceria de alumínio soldado do CRH3 é cerca de 300 mm mais larga do que nos projetos anteriores do Velaro, permitindo disposição dos assentos 3+2 na segunda classe. A capacidade total é 557 passageiros, incluindo um vagão de primeira classe e áreas de primeira classe atrás das cabinas. O sistema de reserva de assento e as instalações de provisão de alimentação foram adaptados para atender as exigências locais. 27.1.5 Espera-se que as primeiras cinco configurações ferroviárias entrem em serviço na linha de alta velocidade Beijing – Tianjin a tempo dos Jogos Olímpicos desse verão, e todos os 60 sejam entregues até o final de 2009. Página 117 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 28 Tração e Potência 28.1 Introdução 28.1.1 A maioria das linhas de alta velocidade adotou sistemas de alimentação de linhas aéreas de 25 kV, 50 Hz CA, como o padrão de eletrificação. Exceções incluem a Alemanha, Suécia, Noruega e Suíça (15 kV CA) e as primeiras linhas de alta velocidade na Itália (3.000 V CC), que devem ser reequipadas para 25 kV CA. A transmissão a voltagens mais baixas ou com CC necessita condutores maiores (e portanto instalações catenárias mais caras) e/ou subestações mais freqüentes para alimentar os equipamentos da linha aérea. Os sistemas de 25 kV CA fornecem soluções econômicas e bem comprovadas para entregar a alta potência necessária para operação de alta velocidade em terreno montanhoso e são recomendados. São fornecidos detalhes completos no Anexo A. 28.2 Potência Distribuída 28.2.1 Enquanto no passado os TAVs foram geralmente construídos com vagões de tração em cada extremidade, a maior parte dos fabricantes líderes está introduzindo uma nova geração de trens baseada em unidades múltiplas, oferecendo velocidade e utilização de passageiro melhoradas e formações flexíveis. 28.2.2 A nova geração de configurações ferroviárias é marcada pela adoção de tração distribuída, ao invés de tração concentrada em vagões de tração. Isso tem várias vantagens: a distribuição de força de tração e frenagem sobre mais eixos permite maior esforço de tração dentro da limitação de atrito de roda de aço sobre trilho de aço; permite que uma porção maior de energia seja recuperada através de frenagem regenerativa; uma porção maior do comprimento do trem pode ser usado para acomodação de passageiros e geração de receita; e cargas por eixo mais baixas. 28.2.3 A desvantagem é que os diferentes componentes de tração estão distribuídos ao longo do comprimento do trem, de forma que os vagões individuais não são idênticos e as formações ferroviárias viáveis dependem das soluções técnicas de diferentes fabricantes. 28.2.4 A recomendação de configuração de múltiplas unidades dependerá do grau de flexibilidade que é necessário para lidar com o aumento previsto de tráfego. 28.3 Equipamentos de Linha Aérea e Pantógrafo 28.3.1 O fator limitante para velocidade de operação não é mais a interação da roda/via, mas sim a interação pantógrafo/catenária. O critério limitante é que a velocidade de operação não deve exceder 70% da velocidade de propagação de onda na catenária. 28.3.2 Projetos de catenária estão disponíveis para serviço normal a velocidades de linha de até 350 km/h. 28.3.3 A expectativa é de que aumentos adicionais significativos necessitem melhoras nas propriedades metalúrgicas / mecânicas do fio de contacto. 28.3.4 Em altas velocidades o ruído causado pelos pantógrafos pode de tornar um incômodo maior que necessita melhoria. No Japão blindagens de ruído são montadas nos tetos de alguns trens de Shinkansen para reduzir a radiação de ruído em alta velocidade. Página 118 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 29 Controle e Sinalização 29.1 ETCS 29.1.1 O ETCS está sendo implantado nacionalmente em rotas específicas, como um primeiro passo para alinhar-se com outros planos nacionais ao longo de corredores internacionais específicos, de acordo com a estratégia MoU européia de seis corredores. Do ponto de vista de infra-estrutura, - em 2007 – cerca de 2.000 km de linhas estão em operação comercial na configuração nível 1 e nível 2 do ETCS e cerca de 25.000 km estão contratados ou planejados nos próximos 13 anos. Página 119 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 29.1.2 Existem seis fornecedores principais de equipamentos de ERTMS na Europa, Alstom, Bombardier, Ansaldo, Siemens, Thales e Invensys. A US&S fornece sistemas de sinalização para a cabina ao mercado dos EU. Uma revisão de sistemas por país como segue: Bélgica: Sinalização para a cabina TBL2 e 150 km de TVM430 numa rota de alta velocidade. China: Existem cerca de 300 km de linhas de ERTMS nível 1 e nível 2 em construção na China nas linhas Shijiazhuang – Taiyuan e Beijing – Tianjin. França: 8.000 km providos de supervisão de velocidade contínua e cerca de 3.000 km providos de sinalização para a cabina TVM. Alemanha: A maior parte dos sistema é provida de supervisão de velocidade discreta PZB e cerca de 3.800 km providos de sinalização para a cabina. 135 km de ETCS nível 2 foi comissionado na linha Berlin-Halle/Leipzig. Itália: Cerca de 8.100 km são providos de supervisão de velocidade discreta ou supervisão de velocidade contínua. 290 km providos de ETCS nível 2 nas seções de linha Torino-Novara e Roma-Nápoles. Países Baixos: Cerca de 6.000.km de supervisão de velocidade discreta ou contínua. 140 km ETCS Nível 2 na Betuwe linha Roterdã-Zevenaar e AmsterdãUtrecht. Espanha: 15.000 km de supervisão de velocidade contínua ou discreta usando uma variedade de sistemas AFSA, Ebicab e LZB com cerca de 1.000 km providos de sinalização para a cabina. A linha Madrid Lerida Roda de Bara e a linha Almdovar del Rio – Atequera/ Santa Ana são providas de ETCS nível 1 e 2, cerca de 670 km no total. Reino Unido: A maior parte do RU é provida de um sistema de supervisão de velocidade discreto AWS/TPWS. A Conexão Ferroviároa do Túnel do Canal é provida de sinalização para a cabina TVM 430. Uma variação de supervisão de velocidade está instalada também na West Coast Mainline que é associada a Trens Pendulares Pendolino. Um pequeno esquema piloto de ETCS nível 2 está em andamento na Cambrian Coast. Página 120 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 30 Maglev 30.1 Princípios de Levitação Magnética 30.1.1 Para levitação dois efeitos de ímãs podem ser usados: forças repulsivas de pólos magnéticos idênticos ou atração de pólos magnéticos opostos. Ambos os princípios estão em uso mundialmente para sistemas de alta velocidade. A Thegerman Transrapid usa o princípio de atração para levitação, que exige um sistema de controle ativo para manter um vão constante entre o veículo e o trilho. Skid Guidance Rail Guidance Magnet Guidance Rail Longstator Levitation Magnet Longstator Guidance Magnets Levitation Magnets Figura 30-1: Componentes da Transrapid para Levitação, Condução, Frenagem e Propulsão Guidance Rail – Trilho Guia Longstator – Estator Longitudinal Skid – Apoio Guidance Magnet – Ímã Guia Levitation Magnet – Ímã de Levitação Para detalhes adicionais, ver o Anexo afixado 30.1.2 O MLX 01 japonês usa ímãs supercondutores para gerar levitação repulsiva, com um vão de ar de 100 mm, não necessitando de sistema de controle ativo. A propulsão é obtida através de motores lineares construídos nas paredes laterais do trilho da calha de concreto. 30.1.3 De acordo com os dados de simulação apresentados pela Japan Central Railways, o MLX 01 pode alcançar desempenho maior Página 121 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Gráfico de comparação de desempenho de aceleração/desaceleração entre sistemas ferroviários de alta velocidade Página 122 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 30.2 Japão Maglev Japonês 30.2.1 Um sistema "Maglev Urbano" automatizado iniciou operação em março de 2005 em Aichi, Japão. É a Linha Tobu-kyuryo de 8,9 km de extensão e nove estações, comumente conhecida como Linimo. A linha tem um raio operacional mínimo de 75 m e um gradiente máximo de 6%. O trem levitado magnético de motor linear tem uma velocidade máxima de 100 km/h. A linha atende à comunidade local bem como o local da feira Expo 2005. Os trens foram projetados pela Chubu HSST Development Corporation, que também opera uma via de teste em Nagoya. 30.2.2 O Japão vem testando veículos maglev de alta velocidade há mais de 25 anos embora nenhuma via efetiva tenha sido construída ainda. As velocidades do Maglev na via de teste de Miyazaki tinham atingido regularmente 517 km/h até 1979, mas após um acidente que destruiu o trem, decidiu-se por um novo projeto. Os testes continuaram em Miyazaki nos anos 80 antes de serem transferidos para uma via de teste bem maior e elaborada (20 km de extensão) em Yamanashi no final da década de 90. 30.2.3 O JR-Maglev é um sistema maglev desenvolvido pela Central Japan Railway Company e o Railway Technical Research Institute. O JR-Maglev MLX01 é um dos últimos projetos de uma série de trens maglev em desenvolvimento no Japão desde a década de 70. É composto de um máximo de 5 vagões para mover-se na Linha de Teste de Maglev de Yamanashi. As próprias configurações ferroviárias são popularmente conhecidas no Japão como "Vagão de Motor Linear" embora tenha havido muitas variações técnicas. Em 2 de dezembro de 2003, uma configuração ferroviária de três vagões atingiu uma velocidade máxima de 581 km/h (361 mph) que ainda é o recorde mundial de velocidade para veículos ferroviários numa viagem com o veículo tripulado. Estes trens usam ímãs supercondutores que permitem um vão maior, e Suspensão Eletrodinâmica (EDS) do tipo repulsivo, ao passo que o Transrapid da Alemanha usa eletroímãs convencionais e Suspensão Eletromagnética do tipo atrativo. Atualmente, a JR Central opera as instalações e pesquisas de Yamanashi. 30.2.4 Um ápice dos desenvolvimentos do maglev desde os anos 70 é a linha de maglev proposta Chūō Shinkansen ligando Tóquio, Nagoya e Osaka, um projeto iniciado pela Japan Airlines e a antiga JNR e financiado pelo governo. Em abril de 2007, o Presidente da JR Central, Masayuki Matsumoto, disse que a JR Central planejava iniciar serviço de maglev comercial entre Tóquio e Nagoya em 2025. Em 25 de dezembro de 2007, a JR Central anunciou que iniciariam a construção da via de Tóquio a Nagoya, custando cerca de 5 trilhões de ienes (US$44 bilhões) e programado para estar concluído até 2025. Página 123 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Figura 30-2: Cinza: Chuo Shinkansen proposta. Amarelo: Tokaido Shinkansen existente. 30.3 Coréia 30.3.1 A meta final do programa de Maglev na Coréia é desenvolver tecnologia de Maglev de super-alta velocidade através de pesquisa de tecnologia básica e desenvolvimento de velocidade de baixa a média. 30.3.2 Entretanto, até agora o sistema de maglev proposto da Coréia está projetado para o contexto urbano ao invés de para serviços intermunicipais de alta velocidade. 30.3.3 A Coréia selecionou um dos sistemas propostos a ser lançado para serviço comercial em um de seus aeroportos internacionais (Incheon International) em 2012. 30.3.4 O Ministério do Interior e Assuntos Marítimos selecionou um de três sistemas propostos, baseado numa pesquisa com especialistas de projeto, operadoras e o público em geral. Tem características de projetos coreanos tradicionais e conveniências modernas. 30.3.5 Além disso, uma linha de trem de maglev foi proposta para ligar um distrito empresarial futurista no centro da cidade de Seul com um novo projeto de desenvolvimento urbano nos subúrbios da cidade. A Samsung Corp., líder do consórcio que está procurando reconstruir parte do distrito Yongsan de Seul injetando 28 trilhões de wons (US$ 29,6 bilhões) na área, submeteu a rota de maglev ao governo da Cidade de Seul para aprovação. 30.3.6 O projeto Yongsan é o maior projeto de desenvolvimento urbano até hoje no país e pede uma torre de 152 andares de escritórios e apartamentos residenciais que podem ser transformados em um centro de negócios internacional. 30.3.7 A construção da linha do trem poderia iniciar em 2010 para conclusão em 2013. O custo total está estimado em 840 bilhões de wons (US$ 890 milhões) com o consórcio da Samsung financiando 60 por cento da despesa. O restante, a empresa disse, poderia ser pago por Seul e pelo governo central. Página 124 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Anexo A – Tecnologias de Perfuração de Túneis – Breve Descrição Página 125 de 126 TAV Brasil: Vol 4 - Operações Ferroviárias e Tecnologia - Pt 2 - Relatório Final TAV-HA-OPE-REP-40034-01 Anexo B – Comparação de Material Rodante Página 126 de 126