Na Serra Dos Órgãos a Leopoldina encontrou o cenário perfeito para testar as mais diversas tecnologias desenvolvidas no auge da "era a vapor".
Em 1870 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 levarem apenas dois ou três vagões por vez.
Essa ferrovia foi construída com o objetivo de dinamizar o transporte de caragas, entretanto outras locomotivas perdiam tempo no pátio das estações de Cachoeiras De Macacu (na descida) e Teodoro De Oliveira (na subida) aguardando os vagões chegarem para seguirem liderando uma composição com seis ou oito vagões.
Nas regiões planas eram utilizadas locomotivas tipo Mogul 2-6-0 para compensar o atraso na serra, mesmo numa velocidade média de 30 km/h havia um bom desempenho.
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A busca da Leopoldina por uma máquina capaz de superar a serra de Nova Friburgo sem depender do uso da cremalheira, culminou numa locomotiva especial modelo Kitson Meyer 2-6+6-4T de bitola métrica feita sob medida pela inglesa Kingston & Company para ser utilizada na região de serra do Ramal De Cantagalo.
Em 1908 a locomotiva foi recebida nas oficinas da Leopoldina no Alto Da Serra em Petrópolis onde recebeu o número #139 sendo utilizada na Linha Petrópolis x Três Rios, também pertencente a Leopoldina.
Seu conjunto de rodas 2-6+6-4T combinava força de tração e mobilidade mas também era complexa. Dois conjuntos de 6 rodas motrizes e 4 cilindros, sua fornalha era do tipo belpaire onde as peças são alinhadas entre os conjuntos de rodas.
Um detalhe interessante era a presença de uma segunda chaminé, localizada no tender para o escapamento do vapor do segundo conjunto motriz. Seu sistema de freios era do tipo vácuo eames a vapor, abrangendo 16 rodas.
Em 1912 a locomotiva #139 foi transferida para as oficinas de Bicas - MG pois seu peso excessivo (70,575 kg) oferecia o risco da abertura da linha durante sua passagem.
Mais tarde foi transferida para Campos - RJ onde foi modificada e passou a ter configuração 2-6+4-4T tendo agora apenas um conjunto motriz de 6 rodas. Outras modificações foram feitas também para reduzir 20 toneladas o peso total da locomotiva e o tender.
Não há registros de que a Locomotiva #139 da Leopoldina tenha sido de fato utilizada no Ramal De Cantagalo.
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Em 1914 outra locomotiva foi encomendada pela Leopoldina para a serra de Nova Friburgo, dessa vez fabricada pela Baldwin Locomoteve Wors, nos Estado Unidos.
A unidade modelo Baldwin Geared possuía dois truques tipo 0-4-4-0, e um sistema motor semelhante a locomotivas cremalheira, onde dois cilindros giravam engrenagens motrizes que por sua vez movimentavam os conjuntos de rodas.
Na oficina de locomotivas de Cachoeiras De Macacu a locomotiva recebeu o número #106 e passou a ser chamada de "Climax". Os testes realizados no Ramal Do Cantagalo apresentaram problemas na transmissão mecânica, oferecendo riscos em declives.
Os riscos e a dificuldade na reposição das peças fez com que a locomotiva #106 fosse utilizada como manobreira nas linhas da Leopoldina em Imbetiba - RJ.
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Em 1921 uma locomotiva modelo Shay fabricada pela Lima Locomotive Works foi adquirida pela Leopoldina para operar entre o Ramal Do Cantagalo e o Ramal De Portela.
Na oficina de locomotivas de Cantagalo ela recebeu o número #79 e o carinhoso apelido de "Aranha" pois seu formato.
Essa locomotiva modelo Shay tipo 0-4-4-0 possuía três cilindros verticais, seu sistema de freio a vácuo eames abrangia suas 8 rodas, e suas características embora exóticas permitiam que a locomotiva se inscrevesse bem em curvas fechadas.
Muito utilizada em madeireiras nos Estados Unidos, as locomotivas Shay que queimavam carvão tinham a chaminé tipo charuto, e quando queimavam lenha a chaminé era o tipo balão. No caso da locomotiva #79 o combustível utilizado era o carvão, por isso a chaminé tipo charuto.
independente de queimar carvão ou lenha, o fato que era muito lenta, só compensava por ter grande poder de tração.
O primeiro serviço prestado pela locomotiva #79 foi como manobreira entre as estações de Nova Friburgo e Friburgo Cargas, sendo transferida mais tarde para operar entre Cantagalo e Portela; Por fim ao receber baixa do inventário da Leopoldina, foi vendida para a Companhia de Cimento Portland Paraíso.
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Finalmente em 1929 a Leopoldina adquiriu um lote de 16 locomotivas modelo Garratt tipo 4-6-2+2-6-4 fabricadas pela Beyer Peacock em bitola métrica.
O bom desempenho dessas locomotivas nas linhas da Leopoldina, fez com que em 1943 fossem adquiridas mais quatro Garratt, dessa vez tipo 2-4-2+2-4-2 todas destinadas a Estrada De Ferro Cantagalo.
As Garratt eram locomotivas articuladas, de forma que sua caldeira e fornalha ficassem suspensas entre dois truques motrizes.
Cada truque possuía quatro rodas localizadas abaixo do tender que nesse tipo de locomotiva em particular era dividido em duas partes: a dianteira com um eixo guia, e o traseiro com um eixo de arrasto. Esse modelo era equipado com quatro cilindros e excelente desempenho.
Embora as Garratt pudessem subir a serra de Nova Friburgo o serviço de tração dessas locomotivas ficou restrito ao trecho entre Teodoro De Oliveira e Portela.
A partir de 1945 as locomotivas Garratt passaram a tracionar trens de passageiros entre Cachoeiras De Macacu, Nova Friburgo, Cantagalo e Portela.
Os trens que rodavam no Ramal Do Sumidouro e no Ramal De Macuco permaneceram com as locomotivas Mogul pois as Garratt eram muito grandes para os túneis de Sumidouro e para os giradores de Melo Barreto e Macuco impossibilitando as manobras.
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Com o desuso da estação de Melo Barreto o entroncamento entre o Ramal De Cantagalo e o Ramal Do Sumidouro era favorecido, e a demanda no transporte de passageiros crescia significativamente.
A estação de Conselheiro Paulino que era utilizada inicialmente apenas para baldeação, passou a registrar trens regulares entre Nova Friburgo e Melo Barreto, última estação no Ramal Do Sumidouro.
Devido a constantes problemas como descarrilamentos e quedas de barreira no Ramal Do Sumidouro, após o último trem do dia, uma pequena locomotiva tipo 0-4-0 apelidada de "vassourinha" percorria o trecho verificando as condições da linha antes da passagem de uma composição maior com risco de descarrilamento.
No Ramal Do Cantagalo a Leopoldina construiu três pátios com galpões e oficinas, o primeiro em Cachoeiras De Macacu, o segundo em Teodoro De Oliveira, e o terceiro em Cantagalo.
Os dois modelos de Garratt da Leopoldina (2-4-2+2-4-2) e (2-6-2+2-6-2) conseguiam chegar a Cachoeiras De Macacu, mas a partir dali apenas as "garrinhas" podiam completar o trajeto devido os truques menores.
Independente do trecho percorrido, os trens no Ramal Do Cantagalo não costumavam ser muito grandes, até porque no meio do caminho a composição era dividida para subir ou descer a serra; Os trens de passageiros levavam cerca de seis carros de passageiros e três ou quatro vagões de cargas transportando bagagens, laticínios, encomendas postais, etc.
As Garratt ficaram quase restritas a operação dos "trens expressos" e dos trens entre Cantagalo e Portela onde essas locomotivas tinham aproveitamento melhor que as demais.
Os trens que faziam as conexões entre Cachoeiras De Macacu, Nova Friburgo, Sumidouro e Macuco continuaram com suas locomotivas Mogul.
Infelizmente a ferrovia na Serra Dos Órgãos passou a disputar espaço com a indústria automobilística, os trilhos que dominavam as ruas de Nova Friburgo estavam agora espremidos e parcialmente cobertas pelo asfalto da cidade.
Os descarrilamentos eram constantes, e os lucros obtidos com o Ramal Do Cantagalo mal cobriam os gastos por isso não havia motivo para investir em melhorias da malha ferroviária e do material rodante, assim as próprias locomotivas "resgatavam" as máquinas que saíam dos trilhos pois o material rodante em melhor condição era utilizado em outras linhas da Leopoldina para compensar os prejuízos em regiões menos favorecidas.
A Leopoldina enfrentava uma crise, e as ferrovias sob sua administração (principalmente na região da Serra Dos Órgãos) estavam prestes a encerrarem suas atividades.
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