ViaMobilidade opera trens com potência reduzida: veja como isso impacta sua viagem

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.“