Trilhos Ferroviários
Composições do Aço e Características Ideais para os Trilhos
Os trilhos são duplas paralelas de perfis de aço alinhados e nivelados de forma estratégica a suportar o primeiro contato do material rodante sobre si. Estes são fixados ao dormente com o objetivo de manter sua firmeza, dando estabilidade aos veículos, bem como também manter sua bitola.
Modelos de Trilhos Utilizados
Os formatos de trilho utilizados ao longo do desenvolvimento tiveram variações em relação a formatos, secções, pesos e resistência. Veja abaixo alguns modelos:
- Primeiro: Nuremberg – Furth (1835)
- Segundo: Leipzig – Dresden (1836)
- Terceiro: Stevens – EUA (1832)
- Quarto: Hartwich, Colonia (Sem data)
- Quinto: Vignole (1836)
Processo de Criação do Perfil do Trilho
A seguir, um esquema de passes utilizados na laminação do trilho até o perfil Vignole.
Divisão do Trilho Vignole
A estrutura do trilho Vignole é dividida em três áreas, cada uma com sua finalidade e importância:
- Boleto ou Cabeça: Parte superior do trilho onde ocorre o rolamento dos veículos.
- Alma ou Interior: Parte vertical que liga o Boleto ao Patim.
- Patim ou Patilha: Estrutura inferior que se assenta sobre os dormentes, oferecendo base, equilíbrio e sustentação, e onde ocorre a fixação do trilho.
Composição do Aço e Características Ideais para os Trilhos
As características ideais para os trilhos são as seguintes:
- Dureza
- Elasticidade (controlada)
- Resistência a Flexão (Axial)
- Tenacidade
Os materiais ideais para a composição do trilho são:
- Ferro
- Carbono
- Manganês
- Silício
- Fósforo
- Enxofre
A composição básica do aço é o ferro-carbono, com adição de outros elementos para melhorar as características de dureza, elasticidade, resistência e tenacidade.
Bitola
Bitola é a distância entre as faces interiores dos boletos de dois ou três trilhos. No Brasil, as bitolas mais utilizadas para trem de carga são:
- Bitola Métrica (1 metro)
- Bitola Irlandesa (1,60 metros)
- Bitola de 1.100 mm (para bondes)
- Bitola Inglesa (1,435 metros)
- Bitola Pequena (0,76 metros)
Bitola Mista
Bitola mista é o conjunto ferroviário com no mínimo três trilhos paralelos, permitindo a adequação do material rodante aos trilhos conforme sua fabricação. No Brasil, a bitola mista mais comum é entre a bitola métrica e a bitola irlandesa.
Dimensão e Peso dos Trilhos
A American Railway Engineering Association define uma medida base para trilhos, que inclui peso, tipo de corte, data de fabricação e fabricante a cada 4,9 metros.
Exemplos de tipos de trilhos:
- TR 25
- TR 32
- TR 37
- TR 40
- TR 45
- TR 50
- TR 57
- TR 68
Comprimento dos Trilhos
- Trilho Padrão: De 12m a 24m
- Trilho Longo Soldado (TLS): Pode atingir mais de 200m
- Trilho Longo Contínuo: Semelhante ao TLS, mas contínuo
Tolerâncias para Produção e Recebimento
- Comprimento: +/- 3mm
- Dimensão na seção transversal: 0,5mm
- Peso: Até 2% na pesagem para lotes com 50 peças
Testes Aplicados aos Trilhos
Prova de Choque
Teste realizado com queda de peso de 907,2 kgf para verificar a resistência do trilho.
Dureza Superficial
Medida da dureza Brinell na superfície do boleto para garantir que as propriedades físicas estejam dentro das especificações.
Ensaio de Tração
Após o teste de choque, o trilho é submetido à máquina de tração para garantir que atenda aos requisitos de carga de ruptura e elasticidade.
Ensaio de Resiliência
Aplicado em 2% dos trilhos, determina a fragilidade do aço através de choques sucessivos até a fratura.
Ensaios Micrográficos
Verificação de inclusões, zonas de concentração de carbono, granulometria negativa e fissuras.
Teste Ultrassônico
Teste não destrutivo que detecta defeitos internos através da reflexão de ondas sonoras.
Defeitos que Ocasionam a Substituição do Trilho
- Desgaste do Boleto (20% a 25%)
- Deformação por Flambagem
- Fraturas causadas por acidentes
- Fraturas sucessivas
- Defeitos na superfície que impeçam a circulação do MR
- Defeitos internos identificados por ultrassom
Defeitos Internos e Externos
Defeitos Internos
- Trinca Horizontal
- Trinca Vertical
- Bolha de Gás
- Vazios
- Inclusões de Materiais
- Defeitos na Solda (internos)
Defeitos Externos
- Longitudinais
- Transversais
- Superfícies
- Desgastes
- Defeitos em Solda (externos)
- Defeitos em Juntas
- Fraturas Claras