O que torna os trens do Metrô e CPTM incompatíveis? Entenda

As diferenças vão muito além das cores e das linhas onde operam. Confira abaixo 5 aspectos que diferenciam os trens de metrô dos trens metropolitanos.
Composições da CPTM e Metrô na estação Tatuapé (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

Desde que substituiu quase toda sua frota por composições mais modernas, a CPTM passou a utilizar trens que, para um leigo, se assemelham com as unidades utilizadas pelo Metrô. Em comum, eles compartilham ar-condicionado, oito portas de acesso por vagão, sistemas de informação interna, câmeras de segurança e outros detalhes menos visíveis.

Daí vem uma pergunta talvez recorrente: afinal, é possível utilizar os trens do Metrô na CPTM e vice-versa?

Hoje os trens da CPTM e do Metrô parecem praticamente indistinguíveis dada a tecnologia empregada. Entretanto, existem diferenças importantes que impediriam uma suposta troca de equipamentos. O site preparou esse artigo especial para mostrar 5 delas:

1 – Alimentação de energia

Os trens da CPTM e do Metrô se movimentam através de energia elétrica. Essa energia entra pelas composições, percorre diversos equipamentos de controle e conversão antes de chegar aos motores fazendo com que o trem se movimente. Na CPTM e no Metrô, existem diferenças tanto na forma como a energia é coletada, como também nos valores de tensão admitidos.

Nas linhas administradas pela CPTM a energia é fornecida por cabos aéreos. Desta forma os trens contam com equipamentos chamados de pantógrafos. O equipamento está isolado da estrutura metálica do trem de forma que a energia coletada seja transmitida somente aos equipamentos pertinentes. A tensão ideal da rede aérea é de 3.000 Volts.

Catenária tradicional na CPTM (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

Nas linhas 1-Azul, 2-Verde e 3-Vermelha, a energia é fornecida através de uma barra metálica lateral que fica na altura do truque dos trens. Essa barra é denominada de 3º trilho. Um equipamento denominado sapata coletora faz contato com o terceiro trilho absorvendo energia. O nível de tensão transmitido no terceiro trilho é de 750 Volts.

Terceiro trilho no metrô (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

Já nas linhas 4-Amarela e 5-Lilás, a energia é fornecida através de cabos aéreos. No trecho entre as estações Capão Redondo e Largo Treze da Linha 5 os cabos estão dispostos no formato de catenária tradicional, enquanto no trecho entre Adolfo Pinheiro e Chácara Klabin eles estão no formato de catenária rígida, onde os cabos são presos por canaletas fixas. Na Linha 4-Amarela, a catenária rígida é adotada ao longo de todo o traçado.

Os trens dessas linhas contam com pantógrafos para coletar a energia. A tensão de entrada para as composições é maior que nos trens do Metrô, num padrão de 1.500 Volts.

Catenária rígida na Linha 5-Lilás (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

O monotrilho, por sua vez, possui particularidades. Apesar de não ser um “trem” com rodas de aço, ele é um veículo rigidamente guiado, o que lhe confere particularidades extremamente semelhantes aos trens convencionais. A alimentação é feita por duas barras metálicas que são também denominadas de 3º trilho. Uma das barras é o positivo e a outra barra o negativo do circuito. Nesta situação, o truque dos trens possui sapatas coletoras para realizar o contato e a coleta de energia. A tensão de entrada no monotrilho é de 750 Volts.

Terceiro trilho no monotrilho da Linha 15-Prata (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

2 – Gabarito

O gabarito do trem basicamente se refere às suas dimensões como altura, comprimento e largura. Essas medidas são importantes tendo em vista o local de operação dos trens. Para exemplificar, vamos realizar uma comparação entre dois trens muito semelhantes, o Frota H do Metrô que opera na Linha 3-Vermelha e a Série 7000 da CPTM que já rodou em todas as linhas da companhia.

Os trens possuem diversas características, mas vamos nos ater às principais medidas, as que impactam diretamente na operação. A começar pela altura das composições. Enquanto um trem da frota H do Metrô possui 3,6 m de altura a partir do topo do trilho, a série 7000 possui 3,9 m desconsiderando os pantógrafos.

Série 7000 da CPTM – Mais alto e largo (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

A largura dos dois trens variam alguns centímetros. Enquanto o frota H apresenta uma largura de 3,1 m, a série 7000 possui 3,3 m. Isso pode impactar na lotação dos trens, estabilidade e peso final.

Quanto ao comprimento, os trens da frota H lideram com tamanhos de carro (vagão) de 21,7 m e 22,7 m enquanto as composições da série 7000 possuem 20,6 m e 21,9 m. As medidas menores representam o tamanho dos carros intermediários (sem cabine), enquanto as maiores são justamente dos carros onde há presença de cabine de comando.

Outro dado interessante é a diferença de altura entre os trilhos e o piso da composição. Os trens da CPTM geralmente são mais altos do que os do Metrô. A série 7000 possui uma diferença de altura de 1,33 m enquanto a frota H possui diferença de 1,12 m.

Vale observar também que as medidas de bitola dos trilhos é outro ponto que apresenta variações. Todas os trens da CPTM operam em vias com bitola de 1,6 m de largura, mesma medida adotada pelo Metrô nas linhas 1-Azul, 2-Verde e 3-Vermelha. Foi isso que permitiu que uma composição do Metrô fosse usada numa peça publicitária do governo no passado e rebocada até a centenária estação da Luz, usada pela CPTM.

Uma situação curiosa ocorreu durante a reforma das frotas originais do Metrô, quando alguns trens foram levados até o Rio de Janeiro pelas vias da antiga Central do Brasil.

Isso não ocorreria se as composições envolvidas fossem das linhas 4 e 5, que possuem a chamada bitola internacional, mais estreita, com 1.435 mm. O monotrilho, por sua vez, não obedece a esse tipo de gabarito, obviamente.

Frota H do Metrô – Carros mais compridos e mais rentes próximos aos trilhos (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

3 – Tração/Frenagem

Um dos fatores mais notórios que separam os trens da CPTM e do Metrô são as taxas de aceleração e frenagem das composições, ou seja, o desempenho dessas composições. As características dos dois sistemas fazem com que os trens precisem se comportar de maneiras distintas.

Na CPTM, os trens costumam ter uma taxa de aceleração menor. Os trens da Série 7000 têm aceleração de 0,9m/s² enquanto as taxas de frenagem são de 1,1m/s² com freio convencional e de 1,2m/s² com o freio de emergência. O frota H do Metrô é mais veloz, com uma taxa de aceleração de 1,12m/s² enquanto a desaceleração é de 1,2m/s² com freio normal e 1,5m/s² com freio de emergência,

Para compreender de forma mais prática como isso impacta nas viagens, observe a tabela abaixo:

Série 7000 (CPTM)Frota H (Metrô)
Aceleração 0,9 m/s² 1,12 m/s²
Tempo para se atingir 90 km/h27,78 segundos22,32 segundos
Desaceleração normal1,1 m/s²1,2 m/s²
Tempo para frear o trem a 90 km/h22,73 segundos20,83 segundos
Desaceleração de emergência1,2 m/s²1,5 m/s²
Tempo para frear o trem a 90 km/h20,83 segundos16,67 segundos
Tempo de aceleração e frenagem dos trens

O que norteia essas características técnicas é principalmente (mas não exclusivamente) a distância entre as estações. No Metrô, as paradas estão mais próximas umas das outras, o que faz com que os trens ganhem velocidade mais rapidamente, ao mesmo tempo que executam uma frenagem mais consistente. No caso da CPTM, com estações mais distantes, não há essa preocupação, uma vez que a agilidade na operação é garantida pelos percursos mais longos onde os trens desempenham sua velocidade máxima.

Trens da CPTM tem menor aceleração, mas percorre trajetos mais longos (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

4 – Sinalização

O sistema de sinalização é vital para a operação segura dos trens. Existem diversas nuances sobre o sistema que podem ser abordadas como sua eficiência, modo de funcionamento, etc. De forma bem resumida, o sistema de sinalização funciona através de interações entre a sinalização de campo, aquela que está ao longo do trecho, e a sinalização de bordo, que está dentro do trem. As linhas da CPTM e do Metrô atualmente se dividem da seguinte forma quanto a sinalização:

SinalizaçãoLinhas
ATC7-Rubi, 8-Diamante, 9-Esmeralda, 10-Turquesa,
11-Coral, 12-Safira e 13-Jade
ATC/ATO1-Azul e 3-Vermelha
CBTC2-Verde, 4-Amarela, 5-Lilás e 15-Prata
Tipo de sinalização nas linhas do sistema metroferrovário

Tendo em vista os sistemas de campo das linhas é possível observar que os trens precisam se adaptar à sinalização que está instalada. Na CPTM, todos os trens operam com o sistema ATC, onde o controle dos trens é feito através de códigos emitidos aos trens pela via, controlando sua velocidade limite. No Metrô os trens das linhas 1-Azul e 3-Vermelha contam com o ATO, o que permite o automatismo da parada nas plataformas, abertura de portas, tempo de parada, etc.

O CBTC por sua vez é algo completamente diferente, uma vez que a comunicação é feita através de antenas de rádio e equipamentos na via. Os trens possuem informações mais precisas de posicionamento e localização de forma que o controle de velocidade e taxa de frenagem seja controlada de forma precisa. Isso permite intervalos menores e melhor regularidade.

Cabe citar também que alguns trens possuem mais de um sistema embarcado. Na CPTM, o trem da série 9500 possui ATC, ATO e CBTC instalados. No metrô, os trens possuem ATC, ATO e CBTC. O que define qual dos sistema opera é a sinalização instalada no campo.

5 – Número de vagões (carros)

Por último, destacamos o tamanho dos carros no Metrô e na CPTM. Esse fator evoluiu ao longo dos anos levando em conta a evolução tecnológica. Na CPTM, por exemplo, a limitação do sistema de sinalização forçava a adoção de trens mais longos com 9 ou 12 carros. As estações da Linha 8-Diamante geralmente são mais compridas justamente por esse fator. A justificativa mais plausível para formações com muitos carros era manter o balanceamento entre carregamento massivo de passageiros e o grande intervalo existente na época.

Frota G do Metrô – Operação com 6 carros (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

No Metrô de São Paulo, os primeiros trens da frota A vinham com formação de 2 carros. A ideia original era realizar o transporte com 2, 4 e 6 carros, dependendo do horário. Mantinha-se a regularidade de intervalo e ajustava-se o tamanho das composições ante a demanda. A ideia não vingou e manteve-se as formações de 6 carros. Todas as estações foram planejadas levando em conta este padrão.

Na CPTM, a formação padrão adotada foi de 8 carros. Mantém-se um carregamento consistente com intervalos menores que antigamente. Isso se deve às evoluções no sistema de sinalização. A única exceção à regra acaba sendo o monotrilho, sendo as únicas composições que operam com formação de carros ímpares, 7 ao todo. Os futuros trens da Linha 17-Ouro também terão formação diferenciada, com 5 carros por composição.

Série 2500 da CPTM – Operação com 8 carros (Jean Carlos/SP Sobre Trilhos)

6 – Quantidade e tipo de motores

Outro fator que diferencia os trens da CPTM e os do Metrô é a quantidade de motores que as composições possuem, bem como o tipo de motores, que acaba influenciando na adoção de uma série de componentes e equipamentos.

Abordando fatores quantitativos, os trens do Metrô se sobressaem. Todos os carros dos trens do Metrô são motorizados, sendo quatro motores por carro, um por eixo. Na CPTM os trens mais modernos possuem 50% de motorização, ou seja, dos oito carros que formam uma composição completa, apenas quatro deles possuem motores. Assim como no Metrô, cada eixo do carro motor possui um equipamento acoplado a ele.

Qualitativamente, os motores se dividem em motores de Corrente Alternada e Corrente Contínua. Existe vasta literatura sobre as diferenças desses tipos de equipamentos, mas de forma resumida as principais diferenças entre esses motores são a energia utilizada e suas dimensões (devido às peculiaridades em de sua composição) .

O motor de corrente alternada é mais leve em comparação aos motores de corrente contínua. Os equipamentos de controle também são diferentes. Enquanto os motores de CA utilizam equipamentos eletrônicos para controle de tensão e frequência, os motores de CC utilizam reostatos (resistências elétricas) ou equipamentos eletrônicos denominados choppers que recortam a tensão contínua.

Na CPTM dois modelos de trem utilizam motores de corrente contínua: Os trens da série 2100 que operam no Expresso Linha 10, e os da série 5400 em operam na extensão operacional da Linha 8 entre Itapevi e Amador Bueno. No Metrô apenas a Frota E utiliza motores de corrente contínua. Todas as demais composições de ambas as empresas, incluindo os trens da ViaQuatro e ViaMobilidade, possuem motores de corrente alternada. 

As diferenças entre os trens da CPTM e do Metrô na maioria das vezes se devem aos locais onde as linhas estão instaladas e as características especiais dos dois serviços. As linhas mais novas que vem surgindo geralmente já apresentam o estado da arte no que se refere a tecnologia metroferroviária, fazendo com que estejam sempre um passo adiante de todas as linhas até então operacionais.

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  1. Ótimo artigo!
    Explica detalhes de maneira que tanto um leigo quanto alguém que já conhece o assunto entendam, mantendo o texto interessante para os dois.
    Continue assim, Jean!

  2. O que nao consigo entender e pq um espaco tao grande entre uma composicao e a outra na cptm linha 8..parece que a empresa gosta de aglomeracao

  3. Excelente exposição altamente técnica, parabens!
    A IMPORTÂNCIA DA PADRONIZAÇÃO NO GERENCIAMENTO DA QUALIDADE NO SISTEMA METRÔ FERROVIÁRIO MUNDIAL
    O QUE É PADRONIZAÇÃO?
    A padronização é uma técnica que visa reduzir a variabilidade dos processos de trabalho sem prejudicar sua flexibilidade. Destina-se a definir os produtos (com base nas necessidades dos clientes), os métodos para produzir estes produtos, as maneiras de atestar a conformidade de tais produtos e que os mesmos atendem às necessidades dos clientes, de maneira mais simples, ao menor custo e com menor variação possível.
    Numa economia onde a competitividade é acirrada e onde as exigências são cada vez mais crescentes, as empresas dependem de sua capacidade de incorporação de novas tecnologias de produtos, processos e serviços. A competição internacional entre as empresas eliminou as tradicionais vantagens baseadas no uso de fatores abundantes e de baixo custo. A padronização é utilizada cada vez mais como um meio para se alcançar a redução de custo da produção e do produto final, mantendo ou melhorando sua qualidade, e os benefícios da padronização podem ser:
    Qualitativos, que permitem:
    • utilizar adequadamente os recursos (equipamentos, materiais e mão-de-obra)
    • uniformizar a produção
    • facilitar o treinamento da mão-de-obra, melhorando seu nível técnico
    • registrar o conhecimento tecnológico e
    • facilitar a contratação ou venda de tecnologia

    • Quantitativos, que permitem:
    • reduzir o consumo de materiais
    • reduzir o desperdício
    • padronizar componentes
    • padronizar equipamentos
    • reduzir a variedade de produtos
    • aumentar a produtividade
    • melhorar a qualidade e
    • controlar processos.
    A padronização cria uma base sobre a qual podem ser aplicadas outras técnicas mais elaboradas, como o “benchmarking”, a “reengenharia”, a “terceirização”, o “kaizen”, etc.
    A padronização é fundamental para a busca da qualidade total, pois é através dela que conseguimos a previsibilidade e manutenção dos resultados. Um processo padronizado nos leva à estabilidade dos resultados. Com a padronização diminuem-se as dispersões e os resultados tornam-se previsíveis.
    Sem uma base estável, isto é, sem que tenhamos resultados previsíveis não podemos pensar em melhoria pois não se consegue melhorar o que não se conhece ou o que varia constantemente. Como saber qual o nosso nível atual de desempenho se ora temos um resultado, ora outro diferente, melhor ou pior que o anterior?
    Um outro papel da padronização está na delegação das tarefas rotineiras. Com a estabilidade dos processos é possível delegar a condução dos processos às pessoas que os operam liberando a gerência para se preocupar com os projetos de melhoria que visam conferir maior competitividade à empresa.
    A padronização é, também, a base para o treinamento operacional. Tendo os procedimentos definidos torna-se mais fácil e mais simples desenvolver nas pessoas as habilidades e conhecimentos necessários para a execução das tarefas. E a execução das tarefas conforme os padrões garante a manutenção dos resultados.
    A padronização não se limita ao estabelecimento (consenso, redação, aprovação e distribuição) do padrão, mas inclui, também, a sua utilização (treinamento e verificação contínua de sua observação). Isto significa que a padronização só termina quando a execução do trabalho conforme o padrão estiver assegurada.

    1. Mais ou menos
      A padronização rígida impede a evolução e a inovação.
      Se o Metrô tivesse seguido a padronização da ferrovia estaríamos lascados hoje…

      1. A padronização não impede a evolução e a inovação em nenhum segmento de tecnologia, sendo assim trens possuem mais de um sistema embarcado. Na CPTM, o trem da série 9500 possui ATC, ATO e CBTC instalados. No metrô, os trens possuem ATC, ATO e CBTC. O que define qual dos sistema opera é a Sinalização instalada no campo.
        O mesmo ocorre com relação ao Gabarito, não existe justificativa plausível para tantas diversidades, referentes às suas dimensões como altura, comprimento e largura. Essas medidas são fundamentais tendo em vista o local de operação dos trens, principalmente na CPTM, assim a largura dos dois trens de modelos diferentes variam alguns centímetros. Enquanto o frota H apresenta uma largura de 3,1 m, a série 7000 possui 3,3 m. Isto impacta na lotação dos trens, estabilidade, uso de estribo nas portas para compensar o vão com a plataforma, o que tem provocado muitos acidentes de quedas.
        Da mesma forma as interpenetrações em “Y” como ocorre entre as três Linhas do Metrô do Rio e as Linhas 13-Jade, 12-Safira e 11-Coral e na maioria dos sistemas mundiais são bloqueadas com a falta de modulação.
        A professora, livre-docente da FAU, Klara Kaiser, que trabalhou no Metrô de São Paulo durante quinze anos resume bem nesta frase. “Na minha experiência no Metrô, aprendi que quanto menor a variação de tecnologia entre as linhas, melhor mais eficaz e econômico será o sistema, porque os processos de agilidade, construção, manutenção, pátios, oficinas e reposição de sobressalentes ganham eficiência quando não temos uma variação grande de tipos de transporte”.

        Conclusões:

        1ª Nas obras governamentais inconclusas e incompletas ocorrem atualmente elevados gastos suplementares com equipamentos ociosos, alguns em deterioração e em estado de condicionamento e comissionamento devido ao abandono, adiamento constante dos projetos, montagens, construções e testes até as partidas de operações.

        2ª A padronização sempre foi e continuara sendo uma forma extremamente econômica e ágil de se expandir, integrar, uniformizar, racionalizar e minimizar os estoques de sobressalentes e ativos e a manutenção de veículos de passageiros em quaisquer lugares do mundo, o gestor que ignorar estas premissas comete uma grave falha de gestão.

      2. Só uma correção: o que você colocou como baliza de ATO da linha 1 é na realidade uma baliza de CBTC, que está sendo instalado lá. Ela serve para referenciar a posição do trem.
        O ATO não utiliza balizas, mas sim “pontos de bloqueio” para dividir os chamados circuitos de via. São as chamadas ” barras shunt” ou “b-points”. Não são facilmente visíveis aos passageiros.

    1. A norma que dispõe da acessibilidade e ergonomia em metrôs e trens urbanos é a NBR-14021 da ABNT, e no item: 5.6.4 – Vão e desnível entre o trem e a plataforma 10 cm no máximo (horizontal) e 8 cm no máximo de desnível (vertical), porém ela é omissa com relação ao comprimento máximo do estribo.

  4. Excelente artigo
    Vou te contar que existe uma AMV no Pátio Belém do Metrô que interliga a malha da CPTM com o Metrô.
    Esta interligação permitiu que os trens da Linha 3 fabricados na Mafersa na Lapa fossem rebocados até o Metrô, além de permitir a já citada viagem dos trens até o Rio de Janeiro para serem reformados
    A linha 1 e a linha 3 do Metrô são interligadas por um túnel de serviço que fica na estação Sé

  5. Bem interessante, mas faltou informar porque a CPTM é mão inglesa e o metrô é a mão normal(direita).

    1. Acredito que seja pq foram os ingleses que construíram a primeira linha, repare os traços da estação da luz e da vila Paranapiacaba.

  6. Excelente matéria, sempre tive essa curiosidade e é notório a evolução do serviços de trens aos longos dos anos, se aproximando do padrão Metrô.

  7. Pq então através dos anos e das mudanças não fizeram as adaptações para que ambos pudessem usar todas as linhas METRÔ/CPTM….

  8. Na minha opinião os trens da cptm, assim como os onibus elétricos são um retrocesso do progresso. Tecnologia ultrapassada que só não foram aposentados por motivos financeiros. Um investimento melhor já teria tornado esses museus ambulantes em sucata. Transportes que necessitam de cabos elétricos para locomoção, até os carrinhos bate bate dos parques de diversão deixaram de usar esse sistema. Acorda povo !

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