Saiba mais sobre o engate ferroviário e seus modelos

 

O que é um engate ferroviário?

O engate ferroviário é um mecanismo usado para o acoplamento entre os vagões/carros e/ou locomotivas de um trem. A partir dele é possível tracionar com segurança os vagões e formar uma composição.

Os engates também são projetados para atenuar os impactos que a movimentação do trem gera em momentos de aceleração e frenagem.

Evolução do engate ferroviário.

Engate Europeu em vagões antigos (Wikimedia Commons)

Ao decorrer dos séculos, conforme a ferrovia foi evoluindo, os engates também evoluíram. Muito da evolução deles está ligado ao aumento da capacidade de transporte dos vagões.

Por volta dos anos 1830, ocorreu uma diferenciação na construção e desenho do material rodante americano e europeu. Até então os vagões eram menores e com apenas dois eixos simples, mas, nessa época, a "Baltimore & Ohio" começou a usar carros de passageiros com truques de 2 eixos.

A partir daí, houve um aumento expressivo no uso de truques nos vagões (os quais também foram recebendo melhorias e evoluíram consideravelmente). Esse fato permitiu os vagões aumentarem de tamanho e transportarem mais carga.

Os primeiros engates eram simples, compostos por uma haste metálica que era conectada a ganchos nas duas composições (ou que era fixa em uma das composições e encaixava em um gancho na outra). Eles ficaram conhecido como Engate Europeu, por serem muito usados na Europa. Também haviam engates de pino, em que cada vagão tinha um engate central com uma estrutura semelhante a um tubo na frente, que recebia um elo (anel) e eram fixados por pinos.

No entanto, devido ao avanço já citado dos vagões, foi necessário criar outros engates. Assim, em 1873, Eli H. Janney patenteou o engate automático (conhecido como Janney, AAR ou mandibular), que foi adotado pela Associação Americana de Ferrovias (AAR) como modelo padrão de engate nos Estados Unidos. Esse engate exerce tanto a função de acoplamento quanto de amortecimento, diferente dos anteriores que não realizavam a função de amortecimento.

A evolução dos engates permitiu uma redução considerável no número de acidentes ferroviários envolvendo falhas no acoplamento. Por exemplo, nos Estados Unidos, em 1892, o número de acidentes de acoplamento chegou a aproximadamente 11 mil casos. Após o uso em larga escala do engate de Eli H. Janney, o número caiu para cerca de 2 mil em 1902.

No decorrer das décadas, os trens unidades usados em sistemas metroferroviários receberam muitos avanços tecnológicos e receberam sistemas de eletrônica embarcada, bem como diversos equipamentos e sensores que dependem de redes de telecomunicação. A partir disso, houve a necessidade de se colocar acoplamentos elétricos em conjunto dos engates.

Assim, surgiram os engates totalmente automáticos com acoplamento mecânico e elétrico, possibilitando o acoplamento sem intervenção humana e a transferências de informações. Um exemplo de engate com essas características é o Scharfenberg.

Modelos de engates

Duas TUEs acopladas com engates scharfenberg (Autor)

A seguir, apresento alguns engates que foram muito importantes na história e mais usados aqui no Brasil.

Engate Europeu (ou buffers e corrente):

Esse engate é um dos mais antigos existentes, mas já não é mais muito utilizado como nos primórdios da ferrovia.

O "engate europeu" é composto por uma corrente de 3 elos que conecta ganchos nos vagões. Esse acoplamento exerce apenas a função de tração, o amortecimento é feito por amortecedores de mola ou extensões da própria estrutura nas duas extremidades do vagão.

No princípio esse engate era composto por uma corrente simples, mas o transporte de passageiros se tornava muito desconfortável porque a corrente deixa o acoplamento frouxo, gerando uma quantidade excessiva de solavancos nos carros de passageiros. Para melhorar isso, foi substituído o elo central e colocado um parafuso com rosca dos dois lados, deixando a corrente mais tensionada. Dessa forma, foi possível deixar os carros mais próximos e atenuar os solavancos.

O Engate Europeu necessita que um funcionário fique entre os dois materiais rodantes a serem acoplados para engatá-los. Tal fato torna esse acoplamento muito perigoso. Por exemplo, na Índia, país em que esse engate ainda é muito utilizado, há diversos casos registrados de mortes de trabalhadores ferroviários em acoplamentos de trens.

Esse modelo de engate ainda é usado em partes da Europa Ocidental e Central e em partes do norte da África, Oriente médio e sul da Ásia.

Engate Europeu (Wikimedia Commons)

Engate link-and-pin (ou de "manilha"):

O acoplamento link-and-pin (elo e pino ou de manilha) foi um acoplamento muito usado nas ferrovias da América do Norte e aqui do Brasil.

Esse engate consistia em um corpo semelhante a um tubo que recebia um elo oblongo. No corpo havia uma furação em que se colocava um pino para fixação do elo. O processo de acoplamento era bem perigoso, pois um funcionário precisava ficar entre os dois vagões (ou locomotiva e vagão) para guiar o elo no "tubo" do engate e posicionar os pinos. Essa função arriscava a vida de muitos trabalhadores, que poderiam perder as mãos ou até serem mortos esmagados e arrastados durante do acoplamento.

Esse acoplamento, por mais que fora muito difundido no passado, não possuiu uma padronização em relação ao tamanho dos elos e dos bolsos que o acomodavam. Além disso, outros fatores contribuíram para que seu uso fosse deixado de lado, como a conexão frouxa entre carros, facilidade para furto dos elos e incapacidade de suportar o peso dos trens mais atuais.

Por mais que esse modelo tenha desaparecido em boa parte do mundo, ainda estão em uso em locomotivas no Canal do Panamá. Essas locomotivas são usadas para guiar os navios pelas eclusas do canal do Panamá.

Locomotivas do Canal Do Panamá (Alex J. Morgan)

Engate Janney (AAR ou mandibular):

O Engate Janney (também conhecido como padrão AAR ou mandibular), é um dos engates mais conhecidos por nós brasileiros. Esse acoplador está muito difundido em nossa malha de cargas e até de passageiros.

Esse modelo surgiu em 1873, a partir do registro da patente de Eli H. Janney, nos Estados Unidos. O engate mandibular é considerado um acoplador automático, pois não necessita que uma pessoa realize diretamente o acoplamento das composições.

Para acoplar duas composições, uma pessoa puxa uma alavanca na lateral da extremidade do material rodante e isso faz um pino, que é conectado a uma castanha interna, levantar-se, soltando a mandíbula. Em seguida os dois veículos ferroviários se aproximam e as mandíbulas do engate se encaixam, abaixando o pino dos dois engates e fazendo o encaixe final quando as castanhas se encaixam em um orifício nas mandíbulas, impedindo que elas se soltem.

Para desacoplar é necessário apenas levantar os pinos dos engates e afastar as composições.

Surgiram algumas variações desse acoplador ao longo dos anos, como os engates AAR tipo E, tipo F e tipo H.

Os engates tipo janney são acopladores mecânicos, assim, todas as conexões pneumáticas e elétricas são feitas por ligações externas.

Contudo, os engates AAR convencionais ainda possuem uma característica que deixa as viagens em trens de passageiros menos confortáveis: a folga entre os engates.

A folga entre dois engates é necessária para que as locomotivas consigam tirar os trens da inércia de forma gradual, ou seja, por um instante sua tração exerce menos força para movimentar a composição. Daí vem aquele som característico do impacto dos acopladores quando uma composição está partindo ou freando. No entanto, esses impactos em acelerações e frenagem reduzem o conforto nos trens de passageiros.

Para solucionar isso foi desenvolvida uma versão desse engate chamada de Folga Controlada. Os projetistas introduziram nas mandíbulas um ressalto interno e ali duas molas pequenas foram instaladas com a montagem de uma castanha que fica projetada para além da face da mandíbula, diminuindo folga entre elas.

Atualmente o engate padrão AAR é muito difundido em diversos países. Aqui no Brasil toda a malha ferroviária de carga utiliza esse acoplador e há também sistemas de trens urbanos que o utilizam como alguns da SuperVia no Rio de Janeiro.

Engate de Mandíbula (Wikimedia Commons)

Engate Scharfenberg:

O engate Scharfenberg foi projetado em 1903 pelo alemão Karl Scharfenberg. Ele é um dos tipos de engates automáticos com conexões elétricas e pneumáticas mais difundidos no mundo.

Esse acoplador começou a ser utilizado na Europa, primeiramente em sistemas de trens leves e foi gradualmente chegando nos sistemas de transporte de massa, como os metrôs.

O Shaku (como é conhecido na abreviação de seu nome em alemão "Scharfenbergkupplung") é um acoplador superior em alguns aspectos se comparado aos demais engates automáticos, pois faz conexões pneumáticas e elétricas automaticamente e é capaz de realizar também o desacoplamento automático.

Porém, não há um padrão estabelecido sobre o local onde as conexões elétricas e pneumáticas são colocadas, variando muito de acordo com o uso de cada operadora. Há operadoras que colocam essas conexões em cima do acoplador, outras embaixo e outras colocam nas laterais dele.

O acoplamento entre engates Scharfenberg dispensam o uso do choque para obtê-lo. Este é feito através de pequenos cilindros de ar que atuam nas cabeças rotativas do acoplador e assim engatam um trem no outro. O acoplamento pode ser feito em velocidades muito baixas, permitindo que os passageiros nem sintam impactos no salão de passageiros.

Esse engate é bastante usado no Brasil e no mundo em sistemas metroferroviários, como no Metrô de São Paulo, Metrô Rio, Trensurb, CPTM entre outras operadoras.

Engate Scharfenberg (Wikimedia Commons)

Adaptadores de engate

Há situações em que é necessário rebocar um veículo ferroviário com um outro material rodante de engate incompatível. Nesses casos são usados adaptadores de engate que permitem o reboque de uma composição com engate diferente.

O uso desses adaptadores é bem frequente em sistemas metroferroviários que utilizam locomotivas para reboque de trens metropolitanos.

Na imagem abaixo podemos ver um exemplo do uso dos adaptadores. Nessa situação uma locomotiva ALCO RS3 que tem engate padrão AAR usou um adaptador para engate Scharfenberg para acoplar no trem série 8500 da CPTM.

Locomotiva com engate padrão AAR usando adaptador para engate Scharfenberg (Autor)