Aerodinâmica holística
Os trens de alta velocidade são maravilhas da alta tecnologia, incorporando sobretudo o que há de melhor na aerodinâmica.
Mas “melhor” é sempre relativo, e Tiantian Wang e colegas da Universidade Central do Sul, na China, acabam de demonstrar que já é possível projetar a próxima geração de trens de alta velocidade com arrasto aerodinâmico ainda menor do que o dos melhores trens de hoje, permitindo uma operação mais eficiente em termos de energia a velocidades acima dos 400 km/h.
O que a equipe descobriu é que a aerodinâmica ferroviária não está limitada apenas ao desenho geral da locomotiva: Vários outros componentes geram arrasto, e devem ser otimizados em conjunto para que o trem todo seja mais eficiente.
A equipe identificou basicamente três componentes: O próprio formato da locomotiva, o pantógrafo (o equipamento conecta o trem à rede de energia), e as saias aerodinâmicas (carenagens que recobrem o chassi do trem, que fica conectado às rodas).
“A chave para uma redução substancial do arrasto reside em melhorias coordenadas em vários componentes do trem,” explicou Tiantian. “Embora as abordagens convencionais frequentemente se concentrem na otimização de elementos individuais isoladamente, descobrimos que aprimorar simultaneamente o formato da proa do trem, o design do pantógrafo e as carenagens dos truques pode gerar melhorias notáveis.”
Aerodinâmica ferroviária
Por meio de otimizações de projeto considerando conjuntamente os vários componentes do trem, os pesquisadores alcançaram uma redução de 22,11% no arrasto aerodinâmico, em comparação com os modelos operacionais atuais. Esta é uma das melhorias mais substanciais relatadas em pesquisas ferroviárias recentes.
A equipe observou que a extensão do nariz aerodinâmico, ampliando-o para 15 metros, além de uma redução moderada na altura do trem, produz benefícios aerodinâmicos substanciais.
“O pantógrafo de baixo arrasto redesenhado, com geometria otimizada, demonstrou ganhos de desempenho promissores,” disse Tiantian. “Além disso, certas configurações de carenagem de truque irregulares podem oferecer vantagens em relação aos projetos tradicionais nivelados em aplicações específicas.”
Bibliografia:
Artigo: Research on aerodynamic drag reduction for 400 km/h high-speed trains[J]
Autores: Tiantian Wang, Li Yang, Yu Wang, Hongkang Liu, Lei Zhang
Revista: Advances in Wind Engineering
DOI: 10.1016/j.awe.2025.100056