A 300 km/h, trens de alta velocidade desafiam limites da engenharia

A 300 quilômetros por hora, a paisagem começa a ficar embaçada. Um quilômetro desaparece a cada 20 segundos. Uma cidade inteira pode passar num piscar de olhos, no tempo que leva para lembrar seu nome.

Trens de alta velocidade são, como o nome sugere, rápidos. Quando dois estão viajando um em direção ao outro, a distância entre eles pode se fechar no dobro de sua velocidade máxima. Sessenta segundos após se cruzarem — um momento em que os condutores mal têm chance de trocar um aceno amigável — eles podem estar a dez quilômetros de distância, avançando implacavelmente pelo campo, cada um com mais de mil passageiros a bordo.

Esse ritmo impressionante torna o recente acidente fatal entre dois trens de alta velocidade na Espanha ainda mais alarmante. Apesar de um extraordinário histórico de segurança global, o descarrilamento em um trecho reto da via foi um lembrete contundente de quão excepcionais, e quão frágeis, esses sistemas podem ser.

Então, como é ser responsável por uma dessas máquinas quando algo dá errado?

“Dirigir em linhas de alta velocidade é simplesmente um tipo diferente de condução”, diz Paul Cooper, que trabalha há 13 anos como condutor e instrutor da Southeastern, empresa que opera trens de alta velocidade conectando-se a Londres na HS1, uma ferrovia construída para trens rápidos. Os condutores operam com os mesmos tempos de reação que outros maquinistas, mas “o sistema de segurança é menos tolerante.”

No entanto, as viagens de trem continuam sendo uma das formas mais seguras de transporte do mundo, com muito menos acidentes graves e fatalidades do que o uso das rodovias. As viagens em trens de alta velocidade são ainda mais seguras, principalmente devido ao trabalho intensivo dedicado à construção de sistemas que permitem que os trens se movam com tamanha velocidade impressionante.

Proeza da engenharia

Um trem de alta velocidade típico, pesando quase 500 toneladas, é uma notável façanha da engenharia. Motores compactos fornecem cerca de 11 mil cavalos de potência — aproximadamente o equivalente a 100 carros de passeio — junto com múltiplos sistemas de energia e frenagem. Adicione de 500 a 600 assentos, um vagão-café, aquecimento, ventilação e iluminação e inúmeros outros componentes, todos mantidos dentro de limites rigorosos de peso, e você tem algo mais parecido com um carro de Fórmula 1 sobre trilhos do que um trem comum.

Não é surpresa que cada unidade custe cerca de US$ 40 milhões (cerca de R$ 209,18 milhões) para ser construída, com milhões adicionais gastos em manutenção ao longo de sua vida útil típica.

Mas os trens de alta velocidade se tornaram tão comuns na Europa e na Ásia desde os anos 1980 que muitos passageiros mal os notam. Enquanto as pessoas respondem e-mails, assistem a filmes ou ouvem podcasts, poucos pensam no exército de engenheiros, técnicos e equipes de manutenção que mantêm esses trens seguros e pontuais.

Essa previsibilidade é parte do apelo. Mais de 10 bilhões de passageiros viajaram no Shinkansen do Japão desde 1964, e a pontualidade sem dramas da rede tornou-se uma parte silenciosa do cotidiano de milhões de pessoas.

A França seguiu com seu icônico Train à Grande Vitesse (TGV) em 1981. O TGV reduziu drasticamente o tempo de viagem entre as principais cidades e ajudou a tornar as viagens de alta velocidade seguras, acessíveis e econômicas; a expertise francesa também se estendeu à Espanha, Bélgica, Coreia do Sul, Reino Unido e Marrocos, sede da primeira linha de alta velocidade da África.

Mais de 2,5 bilhões de passageiros por ano agora viajam em serviços que operam a 240 quilômetros por hora ou mais, de acordo com a União Internacional de Ferrovias. Uma única linha de alta velocidade pode transportar mais de 20 mil pessoas por hora em cada direção. Mesmo quando a Covid-19 perturbou as viagens globais, a extensão das linhas operacionais de alta velocidade aumentou 40% entre 2020 e 2022, de 43,9 mil para 58,8 mil quilômetros — a maior parte na China.

Velocidades punitivas

Muitos trens de alta velocidade — incluindo o TGV e o Shinkansen — navegam a até cerca de 300 quilômetros por hora. Os trens Fuxing da China vão ainda mais rápido, atingindo 350 quilômetros por hora em algumas rotas, com planos de chegar a 400 quilômetros por hora. O ALFA-X de próxima geração do Japão está sendo testado em velocidades similares, embora sua velocidade planejada para serviço seja mais próxima de 360 quilômetros por hora.

Tal velocidade é punitiva: as forças exercidas sobre corpos, rodas, suspensão, freios e componentes da pista são intensas. Poucos trens de alta velocidade duram além de seu 25º aniversário; milhões de quilômetros em velocidade máxima cobram seu preço.

Cada elemento de um sistema de alta velocidade deve funcionar como parte de um ecossistema finamente ajustado. Trilhos, pontes, túneis e linhas de energia enfrentam tensões extraordinárias, exigindo construção precisa, inspeções meticulosas e manutenção contínua.

Acima de aproximadamente 200 quilômetros por hora, os sinais à beira da linha não são mais visíveis o suficiente para uma reação segura, então os operadores usam sistemas internos à cabine que fornecem atualizações contínuas sobre limites de velocidade e condições da via. Isso permite que os condutores se concentrem no que está muito à frente — essencial quando cada segundo conta.

Os tempos médios de reação para motoristas de carro são ditos entre 0,7 e 1,5 segundos. Anos de treinamento profissional intensivo podem reduzir os tempos de reação dos condutores de trem para 0,2 a 0,4 segundos, embora fadiga e distrações ainda importem. Esses reflexos, combinados com sistemas sofisticados de segurança, ajudam a tornar as ferrovias de alta velocidade uma das formas mais seguras de transporte do mundo.

“Dirigir em alta velocidade também significa ‘pensar à frente’ — há intervalos mais longos entre as estações, mas devido às velocidades mais altas, precisamos estar mais conscientes do que pode acontecer mais adiante — o que pode significar um nível maior de consciência situacional”, acrescenta Cooper.

“Velocidades mais altas também introduzem riscos durante eventos excepcionais; no entanto, o treinamento adicional significa que há um nível de compreensão e conhecimento dos procedimentos de emergência que às vezes são muito diferentes da rede convencional.”

Qualquer engenheiro dirá que acelerar um trem de 500 toneladas a 300 quilômetros por hora é a parte fácil. Parar com segurança é o verdadeiro desafio.

Os trens modernos de alta velocidade usam múltiplos sistemas de frenagem. Além dos freios a disco nos eixos, muitos empregam frenagem regenerativa, que converte energia cinética em eletricidade que retorna à rede elétrica ou pode ser usada por outros trens. Alguns também têm poderosos freios eletromagnéticos que se prendem aos trilhos em uma emergência.

Um TGV ou Eurostar a 300 quilômetros por hora pode parar completamente em cerca de 83 segundos, cobrindo aproximadamente 2,4 a 3,2 quilômetros. Na linha HS1 do Reino Unido, um trem suburbano de 12 vagões leva cerca de 45 segundos para parar a partir de 225 quilômetros por hora, cobrindo pouco menos de 1,6 quilômetro.

Ferrovias “sem pessoas”

Sistemas de segurança foram desenvolvidos para entregar informações essenciais aos painéis de controle dos condutores. O Sistema Europeu de Gestão de Tráfego Ferroviário, agora sendo implementado em todo o continente e além, fornece aos trens velocidades-alvo em tempo real, ilustrações de curvas de frenagem e informações sobre o status da linha muitos quilômetros à frente, permitindo operações mais suaves, seguras e energeticamente eficientes.

Devido às altas frequências e velocidades das linhas de alta velocidade, precauções adicionais são incorporadas. Cruzamentos em nível com estradas — um risco significativo em ferrovias convencionais — não são permitidos. “Junções aéreas” usando trilhos elevados e rotas separadas são utilizadas para evitar movimentos conflitantes onde as linhas se separam ou se juntam. Cercas, sensores e CCTV mantêm as áreas operacionais isoladas.

“Do ponto de vista da infraestrutura, uma ferrovia de alta velocidade dedicada é mais fácil de isolar das áreas circundantes e perigos externos”, diz Cooper.

“Além do maior uso de trilhos elevados e túneis, existem múltiplas camadas de cercas, sensores e CCTV. Isso significa que, diferentemente das linhas convencionais, incidentes de invasão são muito raros. No caso da HS1, é uma ferrovia ‘sem pessoas’, o que significa que os trabalhadores da via não se aventuram nas áreas operacionais da ferrovia enquanto os trens estão em funcionamento, limitando o risco de ferimentos ou fatalidades.”

Esse isolamento contribui para o notável histórico de segurança dos trens de alta velocidade — e ajuda a explicar por que o recente acidente espanhol na Andaluzia, que matou 43 pessoas, enviou ondas de choque pela comunidade ferroviária.

Desde que os primeiros trens Shinkansen partiram da Estação de Tóquio em 1964, o Japão não registrou uma única fatalidade em seus trens-bala. A França registrou apenas um acidente fatal com TGV — um descarrilamento de um trem de teste não público em 2015.

Os acidentes continuam excepcionalmente raros em trilhos dedicados de alta velocidade.

A ambiciosa rede da China — agora com mais de 49.889 quilômetros de extensão — teve sua própria tragédia: em 2011, uma colisão perto da cidade costeira de Wenzhou matou 40 passageiros e feriu quase 200. O desastre abalou a confiança pública, levou a reduções de velocidade e pausou temporariamente a construção de novas linhas, mas nenhum incidente grave foi registrado nos 15 anos seguintes, mesmo com a contínua expansão da rede.

“O incrível histórico de segurança do trem de alta velocidade é construído sobre muitos fatores; ele usa tecnologia e materiais de ponta, estabelece padrões mundiais para resistência ao fogo, proteção contra colisões e equipamentos de sinalização”, disse o historiador ferroviário Christian Wolmar, autor de “Fast Track: The Extraordinary Story of High-Speed Rail.”

“Mas sua maior vantagem é que utiliza trilhos dedicados, o que torna colisões com trens conflitantes ou mais lentos muito mais improváveis.”

Alternativa segura ao transporte aéreo

No entanto, ele diz que, com mais de 70 milhões de viagens de alta velocidade operadas anualmente em todo o mundo, as circunstâncias que causaram um acidente como o incidente na Espanha talvez fossem inevitáveis em algum momento.

Investigadores ainda trabalham para determinar a causa do descarrilamento de 18 de janeiro. As suspeitas iniciais se concentram em um possível trilho quebrado — algo que os regimes de manutenção de alta velocidade são especificamente projetados para prevenir.

O Ministro dos Transportes do país, Óscar Puente, descreveu o incidente como “extremamente estranho.” E embora seja muito cedo para determinar quaisquer lições do acidente, Wolmar diz que estas provavelmente serão básicas — como a necessidade de inspeções mais frequentes.

“Independentemente das precauções tomadas, por mais seguros que os trens sejam, fatores externos como clima ou subsidência ou puro azar nunca podem ser totalmente descartados”, acrescenta ele.

A Espanha agora opera a maior rede de alta velocidade da Europa, com 3.973 quilômetros, ficando atrás apenas da China. A Europa pretende triplicar o uso de trens de alta velocidade até 2050 — uma meta extremamente ambiciosa que exigirá expansão massiva e sustentada.

Por enquanto, milhões de passageiros continuam a depender dos exércitos invisíveis de motoristas, engenheiros e técnicos que mantêm as ferrovias de alta velocidade funcionando com segurança. Até que se prove o contrário, o trem de alta velocidade continua sendo a alternativa mais segura e eficaz ao transporte aéreo para viagens de até 1.126 quilômetros, transportando grande número de pessoas de centro a centro das cidades com velocidade, conveniência e mínimo incômodo.

Fonte: CNN