Existem trens de alta velocidade, depois há trens de altíssima velocidade
Com um portfólio de produtos desenvolvido para acelerar, a Wabtec se destaca em ambos
Introdução
Nos cerca de cinco minutos necessários para ler este artigo, um trem de altíssima velocidade (VHS) em algum lugar do Japão ou da Europa terá percorrido pelo menos ~ 25 quilômetros 1. Na China, ainda mais longe. Isso porque os trens VHS, aqueles que viajam mais de 250 quilômetros por hora (km/h) ou mais de 155 milhas por hora (mph), vão muito rápido.
E hoje 250 km/h mal atingem a superfície.
Os trens VHS de todo o mundo, da Europa (Reino Unido, França, Alemanha, Itália, Espanha) à Ásia (Japão e China), estão acelerando, com a China atualmente testando um trem destinado ao serviço comercial a 450 km/h!
Onde quer que os recordes de velocidade dos trens caiam e, mais importante, sejam adotados no serviço comercial, a inovação da Wabtec florescerá em pleno florescimento. A Wabtec está literalmente em todos os trens VHS, da frente para trás e de cima para baixo, fornecendo os principais pantógrafos e sistemas de freios, portas e HVAC que continuam atendendo às múltiplas exigências dos trens de alta velocidade:
- Segurança — Sem espaço para erros, o VHS exige um design preciso.
- Aerodinâmica — Pense nas pressões de flexão da mente e do metal.
- Conforto — Os passageiros não querem ouvir ou sentir essas pressões
- Custo — O custo da inovação não pode empurrar os preços dos ingressos para fora do alcance.
E embora todos os modos de viagem de trem envolvam alguns desses mesmos mandatos, simplificando, a velocidade muito alta é um multiplicador de força.
“Não se esqueça”, lembra Paolo Pagliero, vice-presidente de engenharia de trânsito da Wabtec, “a resistência aerodinâmica aumenta parabolicamente com a velocidade, de modo que uma duplicação de km/h aumenta a resistência em 4x. As forças aerodinâmicas que atuam contra os trens VHS em alta velocidade são quase inimagináveis, assim como as pressões em jogo quando esses trens entram em túneis ou passam uns pelos outros nas proximidades.”
Se tudo isso parece desafiador, não surpreende que a Wabtec esteja na linha de frente dessa complexa fronteira de design e fabricação.
VHS rail, um mercado dinâmico e em crescimento
Atualmente, o interesse pela ferrovia VHS é alto, estendendo-se de mercados emergentes, tão diversos como os EUA e a Índia, até pioneiros na Europa e na Ásia. A Comissão Europeia, por exemplo, planeja dobrar o tráfego ferroviário de passageiros de alta velocidade até 2030 e triplicá-lo até 2050.
Essas metas ambiciosas exigem não apenas inovação contínua de design, ou seja, a construção de trens mais rápidos que também proporcionem uma experiência de passageiro comparável e competitiva com as viagens aéreas, mas também redes de transporte ferroviário, ou seja, “infraestrutura” construída para a velocidade. Atualmente, este último é o maior gargalo — pelo menos na Europa.
Pagliero acrescenta: “A Europa hoje tem algo parecido com um problema de 'controle de tráfego aéreo' em suas linhas ferroviárias de alta velocidade. Em muitos países, trens de alta velocidade e de altíssima velocidade compartilham os mesmos trilhos com trens regionais mais lentos, o que significa que esses trens mais rápidos precisam funcionar de forma inadequada. O mesmo vale para trens de alta velocidade que operam rotas com paradas frequentes. Depois de considerar o tempo e a energia necessários para um trem chegar e operar a toda velocidade — e o tempo e a distância necessários para pará-lo — os trens VHS geralmente precisam operar em velocidades mais baixas.”
Apesar desses obstáculos, a demanda por trens VHS continua forte, com muitos operadores apostando que seus trens VHS eventualmente passarão mais tempo viajando nas velocidades para as quais foram projetados.
“Lembre-se de que as operadoras ferroviárias veem as novas compras de trens como investimentos de 40 anos; portanto, mesmo que suas linhas não estejam otimizadas para viagens de alta velocidade, elas geralmente querem garantir que terão trens capazes de oferecer essa experiência quando a infraestrutura, tanto no país quanto, no caso da Europa, transfronteiriça, evoluir adequadamente”, oferece Pagliero.
A construção de redes ferroviárias VHS exigirá, em última análise, um grande investimento em infraestrutura, desde a construção de novos túneis sob os principais centros ferroviários até a arquitetura de novas linhas otimizadas exclusivamente para velocidades muito altas.
“Passar linhas de alta velocidade por países relativamente densamente povoados é um negócio complicado”, observa Chris Jackson, editor sênior do Railway Gazette Group. “Em última análise, o sucesso depende de um forte apoio político. A menos que haja a vontade política de dizer: 'queremos que isso aconteça', isso não vai acontecer.”
Pantógrafos e muito mais para HS2
É o caso do Reino Unido, onde o projeto ferroviário High Speed Two (HS2) busca levar milhões de passageiros em uma rota de 225 km (140 m) entre Birmingham e Londres a velocidades rotineiras de 330 km/h (205 mph) e velocidades de pico de 360 km/h (220 mph). Enquanto a rede ferroviária ainda está em construção, as autoridades do HS2 já concederam um contrato a um consórcio da Hitachi-Alstom para projetar e construir 54 trens elétricos de alta velocidade para a nova ferrovia.
Por sua vez, esse consórcio selecionou a Wabtec para fornecer o pantógrafo, freios e portas do novo trem.
“A Hitachi-Alstom está projetando novos trens para o HS2 com base no bem-sucedido modelo ETR1000, que opera nas redes de alta velocidade da Itália e da Espanha e pode atingir velocidades máximas de 400 km/h”, diz Pagliero. “A experiência da Wabtec no fornecimento de componentes essenciais para o ETR1000 é extensa, o que levou à nossa seleção para o projeto HS2.”
Como os novos trens da Hitachi-Alstom estão sendo personalizados para o HS2, a Wabtec desenvolverá um novo design de pantógrafo para o projeto, somando-se aos mais de 150 modelos de pantógrafo que tem atualmente em operação em mais de 90.000 trens em todo o mundo.
“A inovação em pantógrafos na Wabtec é inigualável”, diz Adam Hajek, líder de engenharia de sistemas pantógrafos da Power Collection na Wabtec, “especialmente em altas velocidades, onde os pantógrafos da Wabtec permitiram que os trens estabelecessem recordes mundiais de velocidade desde 1955 e, mais recentemente, em 1990 e 2007, onde ajudamos a atingir velocidades recordes de 515 km/h e 574 km/h, respectivamente”.
Philippe Geoffroy, líder de desenvolvimento de produtos pantógrafos da Power Collection da Wabtec, acrescenta: “Os novos pantógrafos do projeto HS2 nos proporcionarão a oportunidade de destacar a agilidade de nossa abordagem de design. Estamos projetando um trem completamente novo, o que significa um telhado completamente novo e, com ele, uma nova integração desafiadora. Enfrentar esse tipo de desafio requer uma abordagem de “co-design”, uma estreita colaboração com nosso cliente Hitachi-Alstom. Quando você quer reduzir a perda aerodinâmica de um pantógrafo em um telhado nunca antes projetado para um trem VHS, você não pode fazer isso sozinho.”
Da mesma forma, a Wabtec está inovando seus desafios de design para as portas dos novos trens VHS HS2.
“Inovar nem sempre significa reinventar a roda: é saber como aplicar tecnologias comprovadas a novos desafios”, explica Nicolas Mangeol, diretor de engenharia de portas da Wabtec. “Para o HS2, estamos adaptando nossa vedação inflável de alto desempenho e comprovada para atender aos choques aerodinâmicos típicos de operações de alta velocidade.
“Como passageiro, você já deve ter experimentado: barulho alto ou sensação de pressão nos ouvidos ao passar por um túnel ou cruzar outro trem. A vedação inflável garante ótima estanqueidade, o que reduz o ruído e evita variações repentinas de pressão que podem causar desconforto aos passageiros. Essa é apenas uma das muitas características do nosso sistema de portas que o tornam um facilitador essencial de segurança e conforto em velocidades muito altas.”
A inovação em VHS é um esporte coletivo
Seja inovando de forma colaborativa com um cliente, como está fazendo com a Hitachi-Alstom em pantógrafos para o HS2, ou “indo sozinho” em seus próprios centros de design em Tours, França; Piossasco e Avellino, Itália; ou Leipzig, Alemanha, o histórico de inovação em alta velocidade da Wabtec é difícil de superar.
Por exemplo, ao desenvolver o sistema de freio para o ETR1000, a Wabtec realizou testes extensivos que simularam paradas de emergência em alta velocidade. Durante os testes, os freios a disco Wabtec atingiram uma temperatura escaldante de 900° F (480° C) e continuaram a operar sem falhas. Esses testes minuciosos e a resiliência a condições adversas que a Wabtec projeta em todos os seus produtos, incluindo aqueles para trens VHS, ajudam a evitar catástrofes e salvar vidas.
“Tudo é extremo quando você corre em alta velocidade”, conclui Pagliero.
Não por acaso, esse compromisso de operar — e inovar — nesses extremos também rendeu à Wabtec o contrato de sistemas de freio para o HS2.
Ganhando em todo o mundo
Falando em extremos, a nova fronteira indiscutível para viagens de trem de alta velocidade é a China. Lembra dos gargalos de infraestrutura que reduzem as velocidades no continente? A China, na maioria das vezes, não os tem.
O país construiu a ferrovia de alta velocidade Pequim-Xangai que suporta facilmente viagens a 350-360 km/h e, como mencionado anteriormente, está testando uma próxima geração de trens VHS para serviços comerciais a 450 km/h. Há até rumores de um trem de 600 km/h no início do desenvolvimento, mas essa é uma história para outra época.
A história, por enquanto, é que, onde quer que uma viagem de trem VHS esteja acontecendo ou sendo discutida, a Wabtec está inovando ativamente para transformar sonhos de altíssima velocidade em realidades comerciais seguras, confortáveis e convincentes. E tem os contratos para provar isso — em todo o mundo.
1 Assumindo uma velocidade de 300 km/h.