ViaMobilidade opera trens com potência reduzida: veja como isso impacta sua viagem
Concessionária das linhas 8 e 9 adotou estratégia para reduzir em 30% do consumo de energia elétrica. Site realizou cálculos para verificar o quão impactante esta medida é para os passageiros
A ViaMobilidade, operadora das linhas 8 e 9 de trens metropolitanos, tem adota uma estratégia de redução de potência dos trens. Segundo a empresa, a ação visa reduzir o consumo de energia.
Para compreender a estratégia e seus impactos, é importante ter em mente alguns conceitos básicos sobre a tração ferroviária e a infraestrutura energética instalada.
Redução de potência
A redução de potência dos trens é uma das funções existentes nas composições mais modernas. Geralmente, os veículos possuem chaves seletoras que permitem a utilização da potência máxima (100%) e de reduzida (70%).
A potência reduzida minimiza o consumo de energia dos trens. Entretanto, esta economia no consumo é acompanhada de efeitos colaterais, como a redução da aceleração dos trens.
Implicações em tempo de viagem
Para entender os efeitos práticos da ação é necessário recorrer à física dos movimentos (cinemática). A questão principal é: em quanto tempo a viagem é impactada com a potência reduzida?
O cálculo leva em consideração duas variáveis de aceleração e três momentos da viagem. São eles:
Aceleração total: 0,9 m/s²
Aceleração reduzida: 0,63 m/s²
Desaceleração de 1,1m/s²
Momento A – Tempo de aceleração 0 km/h até 90 km/h
Momento MÁX – Tempo em velocidade máxima 90 km/h
Momento D – Tempo de desaceleração 90 km/h até 0 km/h
Os cálculos realizados pelo site levaram em consideração o trecho entre Jurubatuba e Autódromo, com 4 quilômetros. A velocidade máxima autorizada teórica para todo o trecho é de 90 km/h. O cálculo do tempo de percurso é A+MAX+D.
Potência máxima: 27,78+134,74+22,73 = 185,25 s
Potência reduzida: 39,68+128,8+22,73 = 191,21 s
Em termos de tempo de percurso, o impacto no tempo de viagem calculado entre as duas estações é de 5,96 segundos.
O cálculo realizado em toda a extensão da Linha 9-Esmeralda, levando em consideração 18 eventos de partida, 18 eventos de frenagem e 34,4 km de extensão, aponta uma diferença de 107 segundos.
Cálculo de Potência
O cálculo de potência é a razão entre o esforço necessário para o deslocamento do trem e a quantidade de energia despendida para a realização deste trabalho. Para isso são mantidos os valores de aceleração e adicionada a massa do trem.
Uma composição da Série 8900 com lotação próxima a 6 passageiros/m² tem massa estimada de 480 toneladas. O esforço de tração para a movimentação da composição em potência máxima é de 432 kN. Em potência reduzida o valor é de 302,4 kN.
Em termos de potência, é necessário um grande consumo de energia para que o trem saia da inércia e atinja sua velocidade máxima. O cálculo de potência é dado pela fórmula (kg*m²/s³).
O valor para se acelerar um trem de 480 toneladas de 0 km/h até 90 km/h é de aproximadamente 75.000 kW, seja em potência máxima ou reduzida. O segredo, porém, está na taxa de aceleração que modifica o tempo da fórmula.
O trem em potência máxima demora 27,78 segundos para atingir a velocidade máxima. Em potência reduzida, o tempo de aceleração é de 39,68 segundos. A razão entre a potência e o tempo é a chave para se compreender o consumo energético da composição.
Um trem em potência máxima solicita 2699,78 kW de energia enquanto uma composição com potência reduzida solicita 1890,12 kW. A partir desses números pode-se chegar aos valores de tensão e corrente.
Sabe-se que o valor de base da tensão de uma composição ferroviária é de 3.000 Volts. A partir deste valor pode-se fazer a razão entre a potência e a tensão para se encontrar a corrente.
A corrente máxima de uma composição em aceleração nas condições acima mencionadas é de aproximadamente 900 Ampere. Em potência reduzida esse valor é de 630 Ampere. Veja abaixo os cálculos:
(480.000*347,3²)/27,78³ = 75.021.599.8 W >>> 75.000 kW (Potências equivalentes)
(480.000*496²)/39,68³ = 75.000.000 W >>> 75.000 kW (Potências Equivalentes)
Potência Total/seg = 75.000/27,78 = 2699.78 kW
Corrente Solicitada = 2699.78 kW *1000 / 3.000 V = 899.92 Ampere
Potência Red/seg = 75.000/39,68 = 1890.12 kW
Corrente Solicitada = 1890.12 kW*1000/ 3000v = 630.04 Ampere
Potência instalada
A Linha 9-Esmeralda atualmente possui potência total instalada de 36 MW de energia distribuída em cinco subestações: Osasco, Jaguaré, Morumbi, Cidade Dutra e Mendes.
Apesar da quantidade de energia disponível, existe um problema crônico na Linha 9-Esmeralda que é a falta de potência total para manter uma operação com trens de alto desempenho.
Quando o consumo de energia é muito alto a corrente dentro do sistema elétrico aumenta de forma desproporcional. Se este valor ultrapassar os limites de tolerância, ocorre o acionamento de dispositivos de segurança. Desta forma toda a distribuição de energia de uma subestação pode ser desligada.
É como uma residência: se você mantiver vários aparelhos de alto consumo ligados ao mesmo tempo, o disjuntor vai “cair” e a casa ficará sem energia. É uma medida de segurança para evitar sobrecargas.
O contrato de concessão estabelece melhorias no sistema de energia de tração para a Linha 9-Esmeralda. Essas melhorias são a implantação de duas novas subestações que deverão suprir trechos críticos da rede e permitir que o desempenho dos trens atinja o nível máximo.
O site fez alguns questionamentos para a ViaMobilidade sobre a questão envolvendo a potência reduzida nos trens, seus impactos e suas soluções. A concessionária enviou a seguinte resposta:
“1. Qual o motivo da concessionária adotar esta medida?
A medida foi implementada com o objetivo principal de compatibilizar a potência elétrica instalada com a demanda real dos trens, prevenindo picos de consumo que vinham causando desarmes automáticos no sistema elétrico de tração. Esses desarmes comprometiam a regularidade da operação e impactavam negativamente a experiência dos passageiros. Ao limitar de forma inteligente a tração nas partidas, evita-se a sobrecarga do sistema, contribuindo para maior estabilidade da rede elétrica e segurança operacional.
A expressiva redução de até 30% no consumo de energia foi um efeito positivo adicional da medida, alinhado aos compromissos da CCR com eficiência energética e sustentabilidade.
2. Existe algum impacto para as viagens? Se sim, quais?
Antes da adoção definitiva da medida, testes operacionais foram realizados, demonstrando que não houve alteração no tempo de percurso, nem nos intervalos entre trens. Na prática, observou-se inclusive uma melhora na regularidade da operação, já que os episódios de desarme — que provocavam atrasos pontuais — foram praticamente eliminados.
O sistema está hoje mais previsível, seguro e com menor risco de interrupções, o que contribui para uma operação mais eficiente e confiável.
3. A concessionária tem planos para incrementar a potência do sistema de energia e dos trens? Se sim, quais medidas serão tomadas?
Sim. A ViaMobilidade está investindo na ampliação da infraestrutura energética das Linhas 8 e 9, com a implantação de duas novas subestações de energia elétrica — uma na região do Socorro e outra na Cidade Jardim. Essas unidades estão em fase de projeto e construção, e têm como objetivo reforçar a potência instalada, dar mais robustez ao sistema e ampliar a margem de operação para os trens de forma segura e eficiente.
Esses investimentos fazem parte do plano contínuo de modernização da concessão e são fundamentais para garantir a qualidade da operação, especialmente com a entrada dos 36 novos trens e o aumento gradual da demanda.“
Bom dia!
Primeiramente gostaria de dizer que sou leitor assíduo do site.
Entro aqui umas 3 vezes ao dia e muitas vezes interajo.
Mas o site passou por uma mudança de layout jogando os comentários para depois da propaganda.
Mas a propaganda continua aparecendo a medida que descemos a barra.
Então praticamente não dá pra comentar. Foi bem difícil chegar aqui e deixar essa mensagem.
Mas aí vem um questionamento: vocês gostam que os leitores façam comentários no site, ou para vocês é irrelevante?
Essa mudança de layout do site tornou essa ação insuportável!
Peço encarecidamente para que repensem essa mudança.
Por mais que eu não goste da opinião de uns e outros aqui, prefiro que eles continuem falando as abobrinhas do que calados.
O via trolebus tinha um layout bacana, com boas reportagens e passou por uma mudança assim. Hoje não entro mais lá.
Espero continuar vindo diariamente ao metrocptm, mas peço de novo que mudem o layout dessas propagandas que atrapalham muito a navegação.
Abraço!
Oi Tiago, Ligeiro e outros leitores que costumam comentar ou acompanhar os comentários. Primeiro peço desculpas pelo problema com o espaço de discussão. Não, não queremos excluir a área de comentários e concordo totalmente que ficou quase impossível chegar lá.
Infelizmente, tivemos duas mudanças grandes no site, não apenas o layout, e elas ocorreram quase que em seguida e ainda não conseguimos equacionar esta questão. Mas ainda nesta semana isso vai ser resolvido.
Fica em paz. peço desculpas, é que pensei que o espaço de comentários estavam começando a incomodar demais. E de fato, estão fechando os comentários devido a muitos abusos. Aqui no MetrôCPTM vejo até um bom espaço de conversa – obrigado pela moderação, a propósito. Mas as vezes tememos quando a conversa desencamba.
Todos os operadores ferroviarios aqui em SP adotam algum limitador de desempenho, seja na aceleração ou na velocidade máxima. Os técnicos mais antigos vão se lembrar que o Metro de SP antes trabalhava com velocidade máxima de 100km/h antes de ter reduzido para 87 km/h.
Caso o aumento no tempo de viagem seja baixo, na casa de 1 ou 2 minutos, a medida é valida pois economiza muita energia.
O que não se pode permitir é um aumento expressivo no tempo de viagem, atrasando a vida dos passageiros. Mas não é o caso.
Não foi só o layout do site que mudou, a linha editorial também. O site está mais chapa branca.
A potência reduzida existe desde a época da CPTM. E os trens da Alstom consomem mais energia que os demais. Então colocar esse tipo de texto como se a viamobilidade tivesse inventado a roda … Na verdade se realmente isso aconteceu mostra o pessoal está mais perdido do que cego em tiroteio. Fazer um rodeio desses para chegar no óbvio?
Os sócios do blog sabem que o tema privatização dá muito ibope, seja para defender ou ofender o futuro presidente Tarcísio de Freitas, por isso tocam o máximo possível nele.
Mas a matéria foi honesta e até tocou em cálculos de Ensino Médio que a grande mídia normalmente ignora.
As informações aqui descritas estão incorretas em diversas dimensões.
Os trens possuem sistema de tração com controle eletrônico, a corrente é a tensão variam durante todo o processo de aceleração.
75.000kW é uma potência demasiadamente grande para um trem de cercanias como da CPTM.
Tem muitas incongruente no estudo, partindo do inicio, logo todos os cálculos posteriores seguiram com alto grau de imprecisão.
Hum, 0.63 ainda é uma taxa maior do que a das séries herdadas da RFFSA (1100/1400/4400), que aceleravam de 0.50 a 0.55.
Com a quantidade atual de trens nem faz tanta diferença operar em modo econômico, mas no futuro, com ERTMS, novas subestação e operação em Y, vai ser muito interessante usar o modo desempenho (Taxa de 0.90).
Reportagem de ótima qualidade técnica (sobretudo por conta dos cálculos).
Já ressalto que não vim defender a ViaMobilidade.
Contudo, vale salientar que a CPTM (pelo menos nas linhas 8 e 9; tenho fontes confiáveis quanto a isso) sempre adotou potência reduzida nos trens.
Com o headway (intervalo) atual adotado nas linhas citadas, potência máxima não se justifica.
O tempo que aumenta de viagem é mínimo com relação ao percurso completo da linha.
Além do mais, o que mais atrasa as viagens não é isso, mas sim o tempo de parada (geralmente nas estações) além do normal por quaisquer motivos que sejam.