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  • Paulo Lobato

Trilhos: conceitos e definições

Atualizado: 15 de abr.

Introdução


Seguindo nossa linha de postagens, vamos falar, hoje, sobre mais um elemento da superestrutura ferroviária: o trilho. Iremos explorar conceitos e definições, bem como as funções de suas partes e a classificação desse componente.


O trilho


Esse componente é o mais importante da superestrutura ferroviária e é responsável pelo suporte do material rodante e pela pista de rolamento, ou seja, a guia dos veículos. Além disso, o trilho dá sustentação aos veículos, transferindo as solicitações das rodas aos dormentes.

A resistência à flexão é talvez a principal característica do trilho. Esta caracterísitca está principalmente associada às suas dimensões e formas. assim, diferentes perfis de trilho possuem diferentes resistências à flexão.

O formato de trilho utilizado atualmente em todas as ferrovias do mundo é o chamado trilho "Vignole", ilustrado na imagem a seguir:


Trilho Vingnole

Partes e funções


Na imagem abaixo podemos ver que o trilho é composto por 3 partes: boleto, alma e patim.


Partes do trilho

O Boleto é onde ocorre o contato da roda com o trilho, portanto é a parte que recebe primeiro toda a carga do veículo ferroviário e que sofre mais desgaste. Devido a isso, os engenheiros desenvolveram técnicas para aumentar a dureza do boleto. O método mais comumente adotado é o tratamento térmico, ou resfriamento controlado, do boleto.

Já a Alma é a parte mais estreita do trilho, fazendo a ligação do patim com o boleto. Por causa da sua forma, a alma fica responsável pela resistência à flexão vertical do trilho. Assim, quanto maior sua altura, maior a capacidade de carga do trilho.

O Patim é a área inferior achatada do trilho e tem a função de distribuir a pressão ao dormente e de receber a fixação. Tal parte fica confinada pela placa de apoio, garantindo a restrição ao movimento do trilho.


Classificação dos trilhos em função do peso próprio


Os trilhos podem ser classificados em função do seu peso próprio, sendo que cada padrão de trilho possui características geométricas diferentes. É válido dizer que, às vezes, um mesmo padrão geométrico pode possuir diferentes qualidades físico-químicas. Em relação ao peso próprio temos a seguintes classificações segundo à UIC (Union Internationale des Chemins de Fer):

  • S41 – 41 Kg/m

  • S54 – 54 Kg/m

  • S60 – 60 Kg/m

Já na classificação dada pela AREMA (American Railroad Engineering and Maintenance-of-Way Association) o peso próprio é dado em lb/jardas, originando seus nomes:

  • 90 ARA-A – 90 lb/jardas

  • 115 RE – 114,7 lb/jardas

  • 136 RE – 136,2 lb/jardas

A UIC e a AREMEA são os principais padronizadores de trilhos e de outros temas ferroviários no mundo, sendo que o primeiro é europeu e o segundo americano.

As nomenclaturas nacionais de cada perfil de trilho têm pequenas diferenças em relação às nomenclaturas internacionais, no entanto, os perfis são os mesmos. Veja a tabela de correlação a seguir:

A tabela a seguir apresenta as características de diferentes perfis de trilhos utilizados no Brasil:

É importante destacar aqui o porquê de existir diferentes tipos de trilhos. Isso se da pelo fato de que, antigamente, as cargas transportadas pelos vagões e os próprios vagões eram muito menores, logo havia a necessidade de trilhos com uma resistência muito menor do que se exige hoje. Sendo assim, os trilhos foram evoluindo para atender os diferentes pesos de cargas transportadas.


Classificação dos trilhos em função de sua composição e tratamento térmico


Além da classificação dos trilhos quanto à sua geométrica, temos, também, a classificação quanto a sua composição e tratamento térmico.

Os trilhos foram sendo alterados com o tempo para atender as necessidades do modal ferroviário. Com isso, para se obter melhores resultados os trilhos foram modificados através de manipulação na sua composição química do aço e tratamento térmico. Dessa maneira, diferentes elementos químicos e tratamentos conseguiram alcançar diferentes objetivos, como: dureza, elasticidade, tenacidade entre outros.

Na tabela abaixo, temos a classificação dos trilhos de acordo com a ABNT – NBR 7590/2021, a qual mostra os requisitos para o trilho Vignole:


As composições químicas máximas e mínimas para os trilhos de aço-carbono e aço-liga, são apresentados abaixo:

As propriedades mecânicas do trilho estão associadas à sua geometria e ao material utilizado, que, geralmente, é de aço-carbono, apesar de que alguns países produzem trilhos especiais de aço-liga, de maior vida útil. Além disso os trilhos podem receber tratamento térmico para melhorar suas propriedades mecânicas. As principais propriedades mecânicas de classificação da qualidade do trilho são: resistência à tração; ponto de escoamento e a dureza. Na tabela abaixo podemos observar 3 classificações de trilhos e suas propriedades.

Na imagem abaixo, que exemplifica o resultado do tratamento térmico do trilho na sua dureza, podemos ver que o trilho de boleto tratado possui valores bem mais altos de dureza na região de contato do trilho com a roda em relação ao restante do trilho.

Resultado do tratamento de resfriamento térmico

Identificação dos trilhos


Na imagem a seguir vemos o padrão ABNT utilizados nos trilhos aqui produzidos, os quais a fabricação foi interrompida na década de 90. No entanto, ainda encontramos estes padrões de identificações e por isso precisamos conhecê-los.


Conclusão


Chegamos ao final de mais uma postagem, desta vez aprendemos um pouco mais sobre os trilhos. Foi destacados alguns detalhes sobre a sua definição, suas partes, bem como sua função e como a geometria do trilho influencia na sua finalidade.


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Escrito por Paulo Lobato,PMP com colaboração de Laura Lima

Especialista em manutenção de via permanente ferroviária

Elevada experiência em gerenciamento de projetos e análise de viabilidade técnica-econômica de novos projetos

Engenheiro Civil formado pela UFMG em 2010 com curso de extensão em ferrovia e transportes pela École Nationale des Ponts et Chaussées em Paris/França

Certificado em Gestão de Projetos pelo Project Management Institute (PMI)

Certificado em Inglês Avançado (CAE) pela Cambridge University

Pós-graduado em Engenharia Ferroviária pela PUC-Minas

Pós-graduado em Gestão de Projetos pelo IETEC

Pós-graduado em Restauração e Pavimentação Rodoviária pela FUMEC

Contato: (31) 98789-7662

E-mail: phlobato01@gmail.com


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