O sistema de cremalheira "Fell":
Na Serra Dos Órgãos a Leopoldina encontrou o cenário perfeito para testar as mais diversas tecnologias desenvolvidas no auge da "era a vapor".
Em 1.870 o sistema de cremalheira "Fell" foi o único mecanismo que permitiu levar os trilhos da E.F. Cantagalo até Nova Friburgo. A necessidade da locomotiva estar conectada a um terceiro trilho em todo o trecho de serra onde as curvas eram fechadas e a inclinação mais severa obrigava as composições a levarem apenas dois ou três vagões por vez.
Ao falar sobre as ferrovias construídas na região da Serra Dos Órgãos e impossível não citar as fantásticas locomotivas que utilizavam os sistemas de cremalheira, mecanismos peculiares e de tecnologia avançada para a época.
Quando o trem chegava em Cachoeiras De Macacu os passageiros aguardavam na estação enquanto a composição era dividida, pois a partir deste ponto os vagões seguiam em duplas tracionados por locomotivas equipadas com o sistema de cremalheira "Fell".
Um trecho de quase 20 quilômetros entre as estações de Cachoeiras De Macacu e Teodoro De Oliveira foi construído com um terceiro trilho chamado de cremalheira. Nesse sistema em particular foi utilizado algo inovador e peculiar sendo pouco conhecido até hoje.
Desenvolvido pelo engenheiro britânico John Barraclough Fell, o sistema de cremalheira Fell consiste em uma combinação da simples aderência sobre dois trilhos paralelos e um terceiro, mais elevado e dentado nas laterais permitindo o encaixe de engrenagens horizontais (chamadas de pinhões) fixadas sob uma locomotiva especial.
A primeira ferrovia a utilizar esse sistema foi a Mont Cenis Pass em 1.865 e tinha como objetivo transpor o Monte Cenis nos alpes da fronteira entre França e Itália.
Quando desativada em 1.871 todo o equipamento de via permanente e material rodante foi vendido a Leopoldina para utilizar na região serrana do estado do Rio De Janeiro.
A empresa francesa Couin fabricou locomotivas com configuração (2-2-2), possuindo três eixos motrizes além dos pinhões que se moviam enquanto eram pressionados contra o terceiro trilho. O tender tinha capacidade para 5.000 litros embutido nas laterais da locomotiva para aumentar a aderência.
Após os primeiros anos de serviço essas maquinas se mostraram muito complexas e de difícil manutenção, além disso seu serviço na E.F. Cantagalo era quase restrito ao trecho de serra, correspondente a segunda sessão da linha onde se utilizava a cremalheira.
Aos poucos as velhas locomotivas foram retiradas de serviço e "encostadas" nas oficinas de Cachoeiras De Macacu e Theodoro De Oliveira.
O sucateamento das locomotivas Fell levou a Leopoldina a implantar um novo método de tração para suprir as necessidades da ferrovia, as novas locomotivas eram capazes de utilizar o terceiro trilho apenas para frenagem e não para tração mecânica como o sistema anterior.
As novas locomotivas fabricadas pela Baldwin operavam de forma híbrida com cremalheira de aderência total e um sistema de frenagem que substituía as rodas dentadas horizontais por rodas que quando pressionadas contra o terceiro trilho, funcionavam de forma semelhante a "discos de freio".
Em 1.883 dentre o material rodante empregado para o novo tipo de operação no trecho da serra foram adquiridas pela Leopoldina um lote de dez locomotivas da Baldwin fabricadas na Filadélfia, e da companhia inglesa Northern British.
As locomotivas Fell fabricadas pela francesa Couin tinham como objetivo tracionar vários vagões pelas montanhas semelhantes a Serra Dos Órgãos com grandes inclinações.
Já as maquinas fabricadas pela americana Baldwin e pela inglesa Northern British eram reconhecidas pela estabilidade enquanto "empurrava" seus vagões nas subidas, e os amparava nas decidas, como costuma ser em outras ferrovias com cremalheira.
O trecho com cremalheira correspondia a segunda seção da ferrovia, entre as estações de Cachoeiras De Macacu e Teodoro De Oliveira, onde as fortes inclinações exigiam locomotivas potentes que tinham sua operação restrita ao trecho de serra.
No pátio da estação de Teodoro De Oliveira os vagões eram unidos novamente formando uma única composição tracionada por locomotiva de simples aderência.
O trem seguia viagem e fazia sua próxima parada na estação de Muri, localizada numa vila fundada por colonos suíços muito popular entre veranistas.
Finalmente o trem alcançava o centro de Nova Friburgo onde desde 1.873 a estação recebia trens mistos (cargas e passageiros), sendo muito inconveniente para os passageiros que circulavam entre todo tipo de carregamento.
Alguns anos mais tarde a linha foi prolongada pouco mais de dois quilômetros, tendo como parada final uma pequena estação conhecida como Friburgo Cargas, seu objetivo era armazenar todo tipo de carregamento a ser embarcado ou desembarcado sem interferir o acesso dos passageiros na estação de Nova Friburgo.
(Fonte imagem/texto: http://tremdaserradoriodejaneiro.blogspot.com/).
Trecho da Serra dos Órgãos com destaque para a cremalheira.
Antes de chegar a localidade de Teodoro De Oliveira, o trem passava novamente por baixo de um viaduto rodoviário e seguia subindo um dos trechos mais íngremes da serra, como se nota no canto esquerdo da imagem acima.
Locomotiva que trafegava no trecho da Serra dos Órgãos equipada com o sistema "Fell" de cremalheira.
Locomotiva de cremalheira nº 07 da E.F. Príncipe do Grão Pará, em fotografia datada dos anos 1.890, quando da incorporação da ferrovia pela Leopoldina.
Esta foi uma das primeiras locomotivas a subir a serra de Petrópolis. Percebe-se nesta imagem do acervo fotográfico de Hugo Caramuru a grande inclinação na subida, observando-se também que a locomotiva segue em nível, num plano diferente do vagão que se alinhava a inclinação da linha. Estas locomotivas tinham como principal característica a cremalheira, onde uma grande engrenagem que ficava posicionada abaixo e no centro da locomotiva tracionando sobre a cremalheira, uma superfície dentada de aço que ficava posicionada entre os trilhos, bem ao centro e por toda a extensão da subida. Outro detalhe era que nestes casos a Locomotiva empurrava o vagão durante toda a subia, ao invés de puxá-lo.
(Fonte: http://www.ferreoclube.com.br/2018/01/26/companhia-e-f-leopoldina/).
Locomotiva de cremalheira nº 14 - data desconhecida.
(Fonte: http://otremexpresso.blogspot.com/p/acervo-hugo-caramuru.html).
Locomotiva de cremalheira nº 100 em Cantagalo/RJ - data desconhecida.
(Fonte: http://otremexpresso.blogspot.com/p/acervo-hugo-caramuru.html).
A estação de Meio da Serra em Petrópolis/RJ, por volta de 1.900. As locomotivas Baldwin já ostentam as iniciais "L. R.", da Leopoldina Railway inglesa. Os desvios para baixo, no plano, encaminhavam-se para a fábrica de tecidos 'Cometa". Destaque para a rampa em que se encontrava a estação.
(Fonte: http://www.estacoesferroviarias.com.br/efl_rj_petropolis/meio.htm).
Cremalheira da E. F. Leopoldina em funcionamento no início dos anos 1.960.
Cena do filme "Steam Around The World - Latin American Archives - Harry P. Dodge"
(Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=UIenw9CTg-4).