sexta-feira, 7 de junho de 2013

Trem de ferro começa a virar trem de plástico

Engenheiros alemães estão começando a encontrar formas de substituir metais como aço e alumínio nos trens por materiais compósitos, à base de plásticos e fibras sintéticas.

Ao contrário do que possa parecer, o desafio não é pequeno, tanto que o projeto inclui, além de três universidades, as empresas Bombardier e Bayer, e a agência espacial alemã, a DLR.

Materiais mais leves costumam não ser tão duros quanto os metais, por isso eles não podem ser simplesmente usados como substitutos em um trem.


Primeiro os pesquisadores tiveram que fazer uma seleção inicial para verificar quais partes estruturais poderiam representar economia de peso, sem criar problemas para a integração da peça com todos os demais sistemas dos trens, todos tipicamente muito pesados.

Essa seleção deu-lhes também as especificações mínimas exigidas do material compósito a ser produzido.

A escolha inicial recaiu sobre a plataforma onde vai o motor diesel das locomotivas.

Essa espécie de cabine fica entre o carro e os trilhos. Ela deve não apenas proteger o motor contra pedras e outros detritos atirados pelas rodas, como proteger o meio ambiente de qualquer vazamento de óleo no motor. E, por medida de segurança, deve ser à prova de fogo, evitando que um eventual incêndio se alastre pela composição.

Como substituto do aço, a equipe selecionou um compósito à base de poliuretano, que é construído em diversas camadas. Os revestimentos exteriores são feitos com camadas de fibra de vidro reforçadas com poliuretano, enquanto o núcleo é formado por uma camada de papelão com uma estrutura em formato de favo de mel.

Até agora, era impossível determinar a espessura exata das camadas superiores de poliuretano, que é aplicado por pulverização, impedindo a fabricação de peças grandes com padrões precisos.

Os engenheiros alemães descobriram uma forma de fazer isso usando tomografia computadorizada para inspecionar as camadas conforme elas são aplicadas. Essa informação realimenta o sistema de aplicação do poliuretano, garantindo a precisão da aplicação.A construção do material em camadas deu maior estabilidade ao material.

"Com este novo material, nós podemos reduzir o peso da peça em mais de 35% e o seu custo de fabricação em 30%," disse Jan Kuppinger, um dos engenheiros do projeto.

A plataforma do motor tem 4,5 metros de comprimento e 2 metros de largura. "Esta é a primeira vez que se usou esse tipo material para construir uma peça tão grande e tão complexa e que, além de tudo, satisfaz a todas as exigências estruturais," disse o engenheiro.

O próximo passo da pesquisa é testar o novo material em um trem de verdade.

Se o teste for bem-sucedido, o compósito já tem as especificações necessárias para ser usado também na fabricação do teto, laterais e defletores de vento.

E não apenas de trens, mas também de caminhões.

Trem bala a vapor atingirá 210 km/h

Maria Fumaça Bala

Engenheiros da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, anunciaram os planos para construir a primeira locomotiva a vapor de alta velocidade.

E com um detalhe ambientalmente auspicioso: a locomotiva será neutra em termos de emissão de carbono.

O projeto, chamado Coalização para Ferrovias Sustentáveis tem um objetivo simples e direto: construir a locomotiva de passageiros mais limpa e de maior potência já feita, demonstrando a viabilidade dos biocombustíveis sólidos e da moderna tecnologia de locomotivas a vapor.

A iniciativa chama-se Projeto 130, uma referência à velocidade planejada para a "maria-fumaça bala": 130 milhas por hora, o equivalente a 209,2 km/h.

Biocarvão

A locomotiva será alimentada pelo que seus projetistas chamam de bio carvão, uma biomassa que passa por um processo de tratamento similar à torrefação do café.

O biocarvão têm a mesma densidade de energia e a mesma facilidade de manipulação que o carvão.

Mas, ao contrário do carvão, não possui metais pesados, produz menos cinza, fumaça e gases voláteis, e é neutro em emissão de carbono.

Segundo o projeto, a locomotiva a vapor de alta velocidade terá um custo de manutenção menor e consumirá menos combustível, além de apresentar vantagens de desempenho em relação às locomotivas diesel-elétricas atuais.

"Criar a primeira locomotiva neutra em carbono do mundo será apenas o início para esta tecnologia que, esperamos, será posteriormente usada para geração combinada de calor e eletricidade no mundo em desenvolvimento, assim como para a redução da dependência norte-americana do petróleo," disse Rod Larkins, um dos engenheiros do projeto.

Motor a vapor moderno

A tecnologia de motores a vapor foi posta de lado há quase um século.

Mas os engenheiros afirmam que, de posse do biocarvão, que lhes permitirá queimar um combustível sem impacto negativo para o meio ambiente, será possível alcançar uma potência significativamente maior em altas velocidades do que as locomotivas diesel-elétricas.

"Este projeto propõe um novo enfoque para o desenvolvimento de locomotivas, olhando para as tecnologias do passado para inspirar soluções para os desafios de sustentabilidade de hoje," disse Davidson Ward, da organização sem fins lucrativos SRI (Sustainable Rail International).

A SRI comprou de um museu uma locomotiva a vapor ano 1937, que será usada como plataforma de testes para a tecnologia de motores a vapor do século 21.

A locomotiva já recebeu o que os projetistas chamam de "restauração cosmética", e agora está sendo levada para uma ferrovia controlada para a SRI, onde serão feitos os testes de alta velocidade.