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No século 20, o Brasil teve uma expansão relevante em sua rede ferroviária, sendo o estado de São Paulo o que teve maior ampliação em sua malha, com 18 ferrovias, impulsionando o crescimento industrial e agrícola paulista.
A evolução das locomotivas a vapor ocorreu nos anos 1920, surgindo, em 1938, a tração diesel-elétrica. Neste períodos, muitas ferrovias brasileiras de grande importância foram construídas, como por exemplo, a ligação da cidade de Ourinhos, no estado de São Paulo, até Londrina, no Paraná.
Na década de 1930, aconteceu o processo de estatização da malha ferroviária, por conta da priorização das rodovias, sendo que provocou a precarização da estrutura férrea, tendo pequena expansão.
Em 1957, Juscelino Kubitschek criou a Rede Ferroviária Federal S. A., administradora das estradas de ferro pertencentes ao governo, tendo o seu maior momento em 1960, quando a malha chegou ao seu maior tamanho, de cerca de 38.000 km, sofrendo encolhimento no período da Ditadura Militar.
Nos anos 1990, por meio do Programa Nacional de Desestatização (PND), os trechos de ferrovias foram privatizados, sendo administrados, na sua maior parte, por empresas privadas, através de concessão.
Atualmente, o Governo Federal segue privatizando trechos de ferrovias, ocorrendo leilões com a participação de empresas interessadas em recuperar as linhas ferroviárias.