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05 – Características Tecnológicas dos Modais –
Ferroviário (Veículos)
FUNDAMENTOS DOS SISTEMAS 
DE TRANSPORTES
1
Características Tecnológicas dos Modais -Ferroviário 
(veículos):
- Caraterísticas técnicas;
- Mecânica do movimento.
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Caraterísticas técnicas
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Caraterísticas técnicas
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O veículo ferroviário se desloca sobre rodas, onde a unidade de locomoção ( a
locomotiva) é separada do restante do veículo, composto por vagões que
acomodam a carga e lhe dão mobilidade.
Uma das razões pelas quais um trem é composto por uma ou mais locomotivas e
vários vagões é o aumento da eficiência do uso das locomotivas.
Como o preço de uma locomotiva é muitas vezes superior ao de um vagão, para se
obter o uso mais eficiente da locomotiva, ela deve estar constantemente rebocando
vagões.
Por isso, quando o trem chega ao pátio, os vagões são desconectados e a
locomotiva é liberada para ser utilizada em outra composição, enquanto os vagões
são carregados ou descarregados.
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As Ferrovias tem como características intrínsecas o fato dos veículos se movimentarem por
meio de eixos guiados através de um contato metal-metal.
Os eixos dos truques ferroviários são rígidos, o que introduz limitações consideráveis no raio 
mínimo das curvas de vias férreas
Figura 1 – Truque ferroviário. Fonte: http://www.hewittequipamentos.com.br/?page_id=21.
Caraterísticas técnicas
http://www.hewittequipamentos.com.br/?page_id=21
Roda solidária ao eixo Existência de frisos nas rodas Conicidade das rodas
Caraterísticas técnicas
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➢ Modelo de um trem
Uma composição ferroviária é normalmente constituída de vários veículos, sendo
geralmente o primeiro a locomotiva (podendo ser mais de uma) e os demais os
vagões de carga, como a figura a seguir:
Figura 2 – Composição ferroviária (fonte: RailPictures.Net, 2010)
Caraterísticas técnicas
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✓ Locomotivas - Um veículo impulsionado por qualquer tipo de energia, ou uma combinação
de tais veículos, operados por um único dispositivo de controle, utilizado para tração de
trens.
✓ Vagões - É o veículo destinado ao transporte de cargas. Os veículos para o transporte de
passageiros são mais comumente chamados de "carros", incluindo-se os "dormitórios",
"restaurantes" etc.
Figura 3 – Locomotiva e vagões.
Caraterísticas técnicas
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CTR CTR
CT
Figura 4 – Dimensões características dos veículos ferroviários.
BC
TRUQUE 
DE
B
A
➢ Dimensões
L
CT – Comprimento total entre faces de engate; 
DE – Distância entre pivots dos truques
BC – Balanço central dos veículos (distância entre o pivô de um truque e a 
correspondente);
L – Largura total dos veículos;
B – Bitola dos veículos, que é também a bitola da via férrea;
A – Altura total do veículo;
CTR – Comprimento entre eixos extremos dos truques.
face de engate
Caraterísticas técnicas
➢ Pesos
Definições de peso para veículos ferroviários:
Peso útil – peso da carga transportada pelo veículo.
Lotação ou peso útil máximo (L) – capacidade máxima em peso (da carga) que o veículo pode
transportar em acordo com suas características de projeto e construção.
Tara ou peso morto (T) – peso do veículo em condições operacionais básicas (não inclui o
peso de carga, mas em geral inclui combustível e pessoas necessárias à operação do
veículo.
Peso Bruto Total (PBT) – é igual ao peso útil mais a tara.
Peso Bruto Total Combinado (PBTC) – é dado pela soma dos pesos brutos das unidades que
compõe o veículo
Caraterísticas técnicas
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➢ Limitações de carregamento
Como as cargas tem pesos específicos médios diferentes, a capacidade de carga de um 
veículo tem dois limitantes
✓ Limite de peso
𝑳 ≥ 𝑷𝒄
✓ Limite de Volume
𝑽𝒗 ≥ 𝑽𝒄
Onde:
L – lotação ou peso útil em ton;
Pc – peso da carga transportada em ton;
Vv – volume do compartimento de carga do veículo em m3;
Vc – volume da carga transportada em m3.
Caraterísticas técnicas
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➢ Limitações de carregamento
O peso útil máximo e o volume determinam o peso específico ou densidade de projeto do 
compartimento de carga (Dcc)
𝑫𝒄𝒄 =
𝑳
𝑽𝒗
Onde:
L – lotação ou peso útil em ton;
Pc – peso da carga transportada em ton;
Vv – volume do compartimento de carga do veículo em m3; 
Vc – volume da carga transportada em m3.
Se a densidade da carga exceder esse valor, o limite de peso será atingido antes do limite
volumétrico e o compartimento de carga terá uma sobra de espaço.
Se o peso específico do frete for menor que Dcc, o limite volumétrico será atingido antes do
limite de peso, e o peso bruto do veículo será inferior ao seu peso bruto total.
O ideal é que tanto o limite de peso como o limite volumétrico sejam atingidos aos mesmo
tempo; caso contrário ocorre desperdício da capacidade em termos de carga paga ou
volume disponível.
Caraterísticas técnicas
➢ Locomotivas
Classificadas quanto ao combustível
Locomotiva a Vapor; 
Locomotiva Elétrica; 
Locomotiva Diesel Elétricas;
Locomotiva a vapor - é uma locomotiva propulsionada por um motor a vapor que compõe-se
de três partes principais: a caldeira, produzindo o vapor usando a energia do combustível,
a máquina térmica, transformando a energia do vapor em trabalho mecânico e a carroçaria.
Locomotiva Elétrica - São alimentadas externamente. Embora o custo de eletrificação de
uma linha seja muito dispendioso, a operação dos comboios eléctricos é significativamente
mais barata do que os movidos a diesel.
Locomotiva Diesel Elétricas - O motor primário (motor diesel) aciona um gerador elétrico que
irá transmitir a potência para os motores de tração.
Caraterísticas técnicas
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➢ Veículos Rebocados ou Vagões
Dependem do seu tamanho e da sua
capacidade de carga.
Vagão Plataforma;
Vagão Fechado de Descarga Lateral; 
Vagão Gôndola;
Vagão Tanque; 
Vagão Hopper; 
Vagão cegonheiro.
Caraterísticas técnicas
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Figura 4 – Vagão Plataforma.
Caraterísticas técnicas
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Figura 5 – Vagão Fechado de Descarga Lateral.
Caraterísticas técnicas
17Figura 6 – Vagão Gôndola.
Caraterísticas técnicas
Figura 7 – Vagão Tanque.
Caraterísticas técnicas
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Figura 8 – Vagão Hopper.
Caraterísticas técnicas
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Figura 9 – Descarga em “car-dumpers”, adaptado de 
http://www.metso.com/in/miningandconstruction/MCT_India.nsf/WebWID/WTB-101217-22577-
FD8D1?OpenDocument#.Vuc27fkrJxA.
Caraterísticas técnicas
http://www.metso.com/in/miningandconstruction/MCT_India.nsf/WebWID/WTB-101217-22577-
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Caraterísticas técnicas
➢ Gôndola
Vagão Gôndola (GDT)
Peso bruto máximo: 130.000 kg 
Tara: 21.000 kg
Capacidade de carga: 109.000 kg 
Capacidade volumétrica: 41 m³ 
Principais usos: minério de ferro
Característica: descarga em “car-dumpers”
Vagão Gôndola (GDT)
Peso bruto máximo: 120.000 kg 
Tara: 24.000 kg
Capacidade de carga: 96.000 kg 
Capacidade volumétrica: 45 m³ 
Principais usos: concentrado de cobre
Caraterísticas técnicas
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Característica: descarga em “car-dumpers”
1
➢ Gôndola
Vagão Gôndola (GTD) de Bordas Tombante 
Peso bruto máximo: 80.000 kg
Tara: 20.000 kg
Capacidade de carga: 60.000 kg 
Capacidade volumétrica: 46 m³ 
Principais usos: carga geral
Característica: possui laterais tombantes, facilitando 
carga e descarga
Vagão Gôndola (GDT) – MRS 
Peso bruto máximo: 120.000 kg 
Tara: 20.500 kg
Capacidade de carga: 99.500 Kg 
Capacidade volumétrica: 45 m³ 
Principais usos: minério de ferro
Caraterísticas técnicas
Característica: descarga em “car-dumpers”
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➢ Gôndola
Vagão Gôndola GDU
Peso bruto máximo: 150.000 kg
Tara: 23.000 kg
Capacidade de carga: 150.000 kg 
Capacidade volumétrica: 45 m³ 
Principais usos: minério de ferro
Característica: Vagão com maior capacidade de
carga do Brasil
➢ Hopper
Vagão Hopper Fechado (HFT) em Alumínio
Peso bruto máximo: 130.000 kg
Tara: 25.000 kg
Capacidade de carga: 105.000 kg 
Capacidade volumétrica: 135 m³ 
Principais usos: grãos e calcário agrícola
Característica: estrutura em alumínio com baixa
tara
Caraterísticas técnicas
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➢ Hopper
Vagão Hopper Fechado(HFE) em Aço 
Peso bruto máximo: 100.000 kg
Tara: 23.000 kg
Capacidade de carga: 77.000 kg 
Capacidade volumétrica: 100 m³ 
Principais usos: grãos 
Característica: bitola métrica
Vagão Hopper (HFE) ALL
Peso bruto máximo: 100.000 kg 
Tara: 23.000 kg
Capacidade volumétrica: 100 m³
Principais usos: grãos e farelo
Característica: carga superior e descarga inferior 
através de tremonhas
Caraterísticas técnicas
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➢ Hopper
Vagão Hopper Fechado (HPE) em Aço 
Peso bruto máximo: 100.000 kg
Tara: 27.000 kg
Capacidade de carga: 73.000 kg
Capacidade volumétrica: 65 m³
Principais usos: matéria prima para fertilizantes. 
Característica: pintado internamente com resistência à 
corrosão
Vagão Hopper Aberto (HAE) em Aço 
Peso bruto máximo: 100.000 kg 
Tara: 22.000 kg
Capacidade de carga: 78.000 kg 
Capacidade volumétrica: 30 m³
Principais usos: minério de ferro e ferro gusa. 
Característica: sistema de descarga automático
Caraterísticas técnicas
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➢ Hopper
Vagão Hopper (HAN) Venezuela 
Peso bruto máximo: 119.500 kg 
Tara: 29.500 kg
Capacidade de carga: 90.000 kg 
Capacidade volumétrica: 40,2 m³ 
Principais usos: minério de ferro. 
Característica: descarga automática
Vagão Hopper Fechado (HFT) em Aço
Peso bruto máximo: 130.000 kg
Tara: 31.000 kg
Capacidade de carga: 99.000 kg 
Capacidade volumétrica: 145 m³ 
Principais usos: grãos e calcário agrícola
Característica: estrutura em aço de baixa liga,
com grande capacidade e volume
Caraterísticas técnicas
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Vagão Tanque (TPS) para Cimento a Granel 
Peso bruto máximo: 100.000 Kg
Tara: 25.0000 Kg
Capacidade de carga: 75.000 Kg
Capacidade volumétrica: 65 m³
Principais usos: transporte de cimento a granel
Característica: possui sistema de fluidificação para 
facilitar a descarga.
Vagão Tanque (TAS) para Ácido Sulfúrico 
Peso bruto máximo: 100.000 Kg
Tara: 25.0000 Kg
Capacidade de carga: 75.000 Kg
Capacidade volumétrica: 43 m³
Principais usos: ácido sulfúrico concentrado a 98% 
Característica: possui ponto de descarga superior e 
inferior.
Caraterísticas técnicas
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➢ Tanque
de Petróleo e
Principais usos: gasolina, diesel, querosene e álcool
➢ Tanque
Vagão Tanque (TCT) para derivados
Álcool
Peso bruto máximo: 130.000 kg 
Tara: 37.0000 kg
Capacidade de carga: 93.000 kg
Capacidade volumétrica: 118 m³
Vagão Tanque (TCD) ALL 
Peso bruto máximo: 80.000 kg 
Tara: 24.500 kg
Capacidade volumétrica: 67 m³ 
Principais usos: óleo vegetal
Caraterísticas técnicas
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➢ Multicarga
Vagão FFF – ALL
Peso bruto máximo: 118.000 kg
Tara: 34.000 kg
Capacidade de carga: 84.000 kg
Capacidade volumétrica: 112 m³
Principais usos: granel e sacarias
Características: multicarga com truque de 3 eixos
➢ All Door
Vagão All
Peso bruto máximo: 100.000 kg 
Tara: 27.000 kg
Capacidade de carga: 73.000 kg 
Capacidade volumétrica: 116 m³ 
Principais usos: fardos de celulose
Característica: lona da lateral à prova de roubo e
vandalismo.
Caraterísticas técnicas
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➢ Plataforma
Vagão Plataforma (PES) para Carga Geral 
Peso bruto máximo: 100.000 kg
Tara: 27.0000 kg
Capacidade de carga: 73.000 kg
Principais usos: carga geral, produtos siderúrgicos etc. 
Característica: pode possuir travas para containers
Vagão Plataforma (PDT) de Alta Capacidade 
Peso bruto máximo: 130.000 kg
Tara: 35.000 kg
Capacidade de carga: 95.000 kg
Principais usos: produtos de alto peso, trilhos, tubos, 
containers e semi-reboques rodoviários 
Característica: estrutura de alta capacidade e baixa 
tara
Caraterísticas técnicas
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➢ Plataforma
Vagão Plataforma (PCD) Articulado
Peso bruto máximo: 80.000 kg (por vagão) 
Tara: 12.000 kg (por vagão)
Capacidade de carga: 68.000 kg (por vagão)
Principais usos: transporte de containers e semi-reboques rodoviários
Característica: vagão articulado, com menor quantidade de truques, engates e freio. Vagão
de baixa tara e alta capacidade de se inscrever em pequenos raios de curva para bitolas 1,00
m / 1,60 m
Caraterísticas técnicas
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➢ Cegonheiro
Vagão PAS 
Tara: 27.600 Kg.
Capacidade de carga: 100.000 Kg. 
Principais usos: transporte de automóveis.
Características: equipados com fechaduras localizado na parte inferior dos chassis, a fim de 
permitir o transporte seguro de automóveis
Caraterísticas técnicas
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33
Liberdade para acoplar vagões 
e locomotivas
cargaCapacidade de 
variável do comboio:
Capacidade pré-definida
Liberdade para acoplar vagões e
locomotivas
Relacionando a superfície com a extensão ferroviária, o Brasil possuir a menor densidade
ferroviária em relação às 20 maiores economias do mundo.
Caraterísticas técnicas
Mecânica do movimento
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O desempenho de um trem, em termos de velocidade e consumo de combustível, é estimado
considerando-se o esforço trator gerado pelas locomotivas e a resistência ao movimento
oriunda das locomotivas e vagões.
O movimento de um trem é também controlado pelas regras de operação, que podem limitar a
velocidade máxima por causa da geometria da via (estabilidade em curvas) ou por causa de
restrições temporárias causadas por manutenção da linha férrea.
O sistema de controle das locomotivas diesel-elétricas permite que o transformador primário de
energia (motor diesel elétrico) trabalhe sob condições de rotação e potência constantes.
Portanto, pode-se considerar que o sistema motor diesel-gerador opera, na verdade, como
uma fonte de energia constante.
Mecânica do Movimento
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𝒕𝑭 = 𝜼.𝟐𝟔𝟖𝟓.
𝑷
𝑽
Onde:
Ft – Esforço trator em N;
P – potência do motor em hp;
V – velocidade em Km/h;
 – eficiência da transmissão, igual a 0,81 para locomotivas diesel elétricas.
O esforço trator representa a força de propulsão desenvolvida pelo veículo de potência “P”, 
numa velocidade “V”.
Mecânica do Movimento
➢ Determinação do esforço trator
O esforço trator desenvolvido por um veículo é dado por:
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➢ Aderência
O esforço trator máximo que pode ser desenvolvido por um trem depende do coeficiente de 
atrito entre o material rodante e a superfície da via e do peso que atua no eixo trator.
O esforço trator máximo que pode ser transmitido à uma roda, sem que ela “patine”, é dado 
pela equação:
𝑭𝒕𝒎𝒂𝒙 = 𝒇.𝑻𝒅
Onde:
Ftmax – Esforço trator máximo em N; 
f – coeficiente de atrito trilho roda;
Td – força normal no eixo trator da locomotiva N.
Normalmente o fabricante do veículo fornece o valor do peso aderente ou fração do peso bruto 
total que incide sobre as rodas motoras
Aumento de Ft => quando há um aumento brusco da força tratora, pode acontecer que esta
supere o valor da força de aderência levando a locomotiva a patinar, o que se dá
principalmente na partida, porque ela desenvolve maior esforço trator. Quando ocorrer a
patinagem o maquinista deve reduzir o esforço trator;
Mecânica do Movimento
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Tabela 1 – Valores típicos de coeficiente de atrito.
Mecânica do Movimento
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➢ Aderência
➢ Resistência ao movimento
A resistência total ao movimento de um trem compõe-se de quatro componentes principais:
resistência ao rolamento, resistência aerodinâmica, resistência de rampa e resistência de
curva.
𝑹𝒕 = 𝑹𝒓 + 𝑹𝒂 + 𝑹𝒈 + 𝑹𝒄
Onde:
Rt – Resistência total ao movimento em N;
Rr – Resistência de rolamento em N;
Ra – Resistência de arrasto aerodinâmico em N; 
Rc - Resistência de curva em N.
Rg - Resistência de rampa em N.
Atua contra o movimento (aclive); a favor do movimento (declive)
Mecânica do Movimento
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𝑹𝒓 = 𝒄𝟏 +
𝟐𝒄 .𝒏
𝑮 𝟑+ 𝒄 .𝑽 .𝑮
Onde:
Rr – Resistência de rolamento em N; 
C1 – constante cujo valor é 0,65;
C2 - constante cujo valor é 125;
C3 - constante cujo valor é 0,013 para vagões de carga e 0,009 para carros e locomotivas; 
V – Velocidade de operação em Km/h;
G – Peso da locomotiva ou vagão em KN;
n – número de eixos da locomotiva ou vagão.
Mecânica do Movimento
➢ Resistência ao movimento
✓ Resistência de rolamento (Rr)
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➢ Resistência ao movimento
✓ Resistência aerodinâmica (Ra)
A resistênciado ar pode ser estimada pela equação normalmente usada para cálculo do 
arrasto.
𝑹𝒂 = 𝒄𝒂.𝑨.𝑽𝟐
Onde:
Ra – Resistência aerodinâmica em N;
Ca – coeficiente de penetração aerodinâmica; 
A - área frontal do veículo em m2;
V – Velocidade de operação em Km/h.
Mecânica do Movimento
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➢ Resistência ao movimento
✓ Resistência aerodinâmica (Ra)
Tabela 3 – Área frontal e coeficientes de penetração aerodinâmica para veículos ferroviários.
Mecânica do Movimento
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➢ Resistência ao movimento
✓ Resistência de rampa (Rg)
𝑹𝒈 = 𝟏𝟎.𝑮.𝒎
Onde:
Rg – Resistência de rampa em N;
G – peso da locomotiva ou vagão em KN; 
m - declividade da rampa em %.
Mecânica do Movimento
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𝒄𝑹 = 𝟔𝟗𝟖
𝑮
𝒓
Onde:
Rc – Resistência de curva em N;
G – peso da locomotiva ou vagão em KN; 
r - raio da curva em m.
Mecânica do Movimento
➢ Resistência ao movimento
✓ Resistência de curva (Rc)
A resistência de curva é causada pela força centrífuga que comprime o friso das rodas contra 
a lateral do trilho, causando uma componente de atrito adicional.
45
45
Onde:
nL – número de locomotivas; nV – número de vagões; ᶯ - rendimento do motor (≈ 0,81 →
𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 − 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎);
P – potência (HP) e V- Velocidade (Km/h)
𝑷
𝑭𝒕 = 𝒏𝑳. (𝜼.𝟐𝟔𝟖𝟓.
𝑽
)
Mecânica do Movimento
➢ Lotação dos trens
Para que um trem viaje com velocidade de equilíbrio
𝑭𝒕 = 𝑹𝒕
Rt deve ser calculada em função do número de Locomotivas e Vagões que formam o trem. 
Ft é em função do número de Locomotivas.
✓ Resistência total: locomotivas + vagões.
𝑹𝒕 = 𝒏𝑳 (𝑹𝒓𝑳 + 𝑹𝒂𝑳 + 𝑹𝒈𝑳 + 𝑹𝒄𝑳) + 𝒏𝑽 (𝑹𝒓𝑽 + 𝑹𝒂𝑽 + 𝑹𝒈𝑽 + 𝑹𝒄𝑽)
✓ Força de tração
➢ Lotação dos trens
O cálculo da lotação é feito para o pior trecho.
Mecânica do Movimento
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Bibliografia
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. Acesso em: 10 de outubro de 2014.
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. Acesso em: 10 de agosto de 2014.
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BRASIL; Ministério dos Transportes-Banco de Informações e Mapas de Transportes – BIT, 2014.
Disponível em: Acesso em: 10 de agosto de 2014.
HOEL, L. Engenharia de Infraestrutura de Transportes - Uma Integração Multimodal. 1ª ed. Editora 
Cengage Learning. 598 p. 2011.
RODRIGUES, P. R. A. Introdução aos sistemas de transporte no Brasil e á logística internacional. 4ª ed.
Editora Aduneiras. 243 p. 2007.
MIRANDA, L. M. Sistemas de Transportes e intermodalidade. 1ª ed. Editora Leitura. 2012.
Pereira, D.M.; Ratton E.; Blasi, G.F.; Pereira M.A.; Filho, K.W.; Lendzion, E. Apostila de Sistemas de
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