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CAPÍTULO 2 – VIA PERMANENTE
2.1 INTRODUÇÃO
Os pavimentos ferroviários envolvem três elementos básicos:
Infra-estrutura
É constituída pela terraplenagem e todas as obras situadas abaixo do greide de
terraplenagem (drenagem, obras de arte especiais etc.).
Leito ou plataforma
É a superfície final de terraplenagem.
Superestrutura
É constituída pela via permanente, que está sujeita a ação do desgaste das rodas dos
veículos e das intempéries; sendo ésta construída de forma a ser renovada quando o seu
desgaste atingir o limite de tolerância exigido pela segurança ou comodidade de
circulação. Além disso, pode ser substituída em seus principais constituintes quando
exigido pela intensidade do tráfego ou o aumento do peso do material rodante.
2.2 VIA PERMANENTE
A via permanente de uma ferrovia é constituída pelos seguintes elementos:
Sublastro;
Lastro;
Dormentes;
Trilhos.
Figura 2.1 – Via permanente ferroviária (Brina, 1988).
Prévio a análise dos elementos constituintes da via permanente, apresenta-se o conceito de
bitola, que consiste da distância entre as faces internas de duas filas de trilhos, medida a 12
mm abaixo do plano de rodagem (plano constituído pela face superior do trilho) para bitola
métrica. Para bitolas de 1,435 m e 1,60 m, a medição é realizada a 14 mm e a 16 mm,
respectivamente, do plano de rodagem.
A bitola internacional mede 1,435 m (não há justificativa técnica para essa adoção). Alguns
pesquisadores constataram que na Inglaterra, as diligências da época anterior a locomotiva a
vapor tinham as rodas distanciadas de 1,435 m e na Itália, as carroças romanas tinham largura
igual a 1,524 m. Destra forma, presume-se que talvez esses fatores influenciaram George
Stephenson a adotar a bitola de 1,435 m. Essa bitola é utilizada na maioria dos países
europeus, enquanto que na África do Sul, partes da Austrália, leste da África e Japão, para
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vias convencionais, utiliza-se a bitola métrica (ou bitola estreita). Apesar da divergência
quanto à bitola utilizada nas ferrovias ao redor do mundo, é importante destacar que a
uniformidade da bitola empregada é mais importante que a largura exata da bitola escolhida.
Figura 2.2 – Bitola (Armstrong modificado, 2005).
No Brasil utiliza-se tanto a bitola métrica quanto a bitola de 1,60 m (denominada bitola
larga), tendo-se definido esta última como bitola-padrão. A Figura 2.3 ilustra a percentagem
de vias em função da bitola. Adicionalmente, a Tabela 2.1 apresenta a distribuição de bitolas
em função da malha ferroviária brasileira.
Bitola mista
1,00m/1,60m
2%
Bitola 1,60m
16%
Bitola 1,44m
0%
Bitola 1,00m
82%
Bitola 1,00m
Bitola 1,44m
Bitola 1,60m
Bitola mista1,00m/1,60m
Figura 2.3 – Distribuição de vias segundo as bitolas utilizadas.
Conforme apresentado na Figura 2.3, observa-se que a bitola métrica é a mais utilizada no
Brasil. Essa bitola apresenta as seguintes vantagens:
Permite a utilização de curvas de menor raio;
Menor largura da plataforma, terraplenos e obras;
Economia de lastro, dormentes e trilhos;
Material rodante mais barato;
Menor resistência à tração;
Economia nas obras de arte.
Profundidade
do friso
Ponto de
medição da
bitola
Boleto
Alma
Patim
Dormente de madeira
Prego de linha
Bitola da via
Bitola das rodas
Declividade
da placa de
fixação do
trilho
Placa de fixação
19
No entanto, também há desvantagens quando do uso desta:
Menor velocidade das composições;
Necessidade de baldeação nos entroncamentos com outras bitolas.
Tabela 2.1 – Distribuição de bitolas em função das malhas ferroviárias brasileiras.
Malhas
Regionais
Concessionárias Bitola
1,00m
Bitola
1,435m
Bitola
1,60m
Bitola mista
(1,00m/1,60m)
Oeste Ferrovia Novoeste S.A. 1.621
Centro-Leste Ferrovia Centro-Atlântica
S.A.
6.898 182
Sudeste MRS Logística S.A. 1.631,9 42,2
Tereza
Cristina
Ferrovia Tereza Cristina
S.A.
164
Sul ALL-América Latina
Logística do Brasil S.A.
6.575 11
Nordeste Companhia Ferroviária do
Nordeste
4.220,5 17,5
Paulista Ferrovias Bandeirantes
S.A.
2.422 1.513 301
Estrada de
Ferro Vitória
a Minas
Companhia Vale do Rio
Doce (CVRD)
898
Estrada de
Ferro Carajás
Companhia Vale do Rio
Doce (CVRD)
892
Ferrovias Norte Brasil
S.A. – FERRONORTE
35 512
Estrada de Ferro
Mineração Rio do Norte
Estrada de Ferro Jarí 68
Estrada de Ferro Trombeta 35
Estrada de Ferro
Votorantim
20
Estrada de Ferro Paraná
Oeste S.A. –
FERROESTE
248
Km 23.123,5 11 4.634,4 525,2
% 81,69 0,04 16,37 1,86
Fonte: ANTT (2005).
2.2.1 Sublastro
É o elemento da via permanente intimamente ligado a infra-estrutura. Tem por finalidade:
Aumentar a capacidade de suporte da plataforma, permitindo elevar a taxa de trabalho no
terreno e reduzindo a altura do lastro;
Evitar a penetração do lastro na plataforma;
Aumentar a resistência do leito a erosão e a penetração d’água;
20
Permitir relativa elasticidade ao apoio do lastro para que a via permanente não seja rígida.
Os materiais a serem utilizados para sublastro devem apresentar as seguintes características:
Índice de Grupo (IG) igual a zero;
Limite de Liquidez (LL) igual ou inferior a 35;
Índice de Plasticidade (LP) igual ou inferior a 6;
CBR igual ou superior a 30.
Expansão máxima de 1%.
Algumas das características mencionadas correspondem a materiais pertencentes ao Grupo
A1 da classificação HRB (atualmente TRB), conforme ilustrado pela Figura 2.4. Além dos
materiais pertencentes ao Grupo A1, também podem ser empregados materiais alternativos
para sublastro, tais como:
Dois solos misturados;
Mistura de solo + areia;
Mistura de solo + agregado;
Mistura de solo + cimento.
Figura 2.4 – Classificação de solos segundo o HRB (atualmente TRB) (DNIT, 2006).
A espessura do sublastro deve ser dimensionada de forma que a distribuição de pressões
através dele, na sua base (plataforma), apresente taxas de trabalho compatíveis com sua
capacidade de suporte. Geralmente um sublastro de 20 cm de espessura é suficiente.
21
2.2.2 Lastro
É o elemento da superestrutura da estrada de ferro situado entre os dormentes e o sublastro.
Suas principais funções são:
Distribuir convenientemente sobre a plataforma (ou sublastro, se houver), os esforços
resultantes das cargas dos veículos, produzindo uma taxa de trabalho menor na
plataforma;
Formar um suporte até certo ponto elástico, atenuando as trepidações resultantes da
passagem dos veículos;
Sobrepondo-se a plataforma, suprimir suas irregularidades, formando uma superfície
contínua e uniforme para dormentes e trilhos;
Impedir o deslocamento dos dormentes quer no sentido longitudinal, quer no transversal;
Facilitar a drenagem da superestrutura.
Mais de 80% do peso da via permanente é constituído pelo lastro, de forma que a
disponibilidade de material dentro de uma distância razoável de transporte é um requisito
essencial.
Em serviço, requer-se do lastro habilidade para resistir à degradação resultante da
movimentação dos dormentes (que pode gerar finos e causar a cimentação em uma massa
impenetrável e comprometer a livre drenagem da água da chuva, elevando os custos de
manutenção e a estabilidade da estrutura).
Os materiais utilizados para lastro devem apresentar as seguintes qualidades:
Ter suficiente resistência aos esforços transmitidos pelos dormentes;
Possuir elasticidade limitada para abrandar os choques;
Ter dimensões que permitam sua interposição entre os dormentes e abaixo destes,
preenchendo as depressões da plataforma e permitindo um perfeito nivelamento dos
trilhos;
Ser resistente aos agentes atmosféricos;
Deve ser permeável para permitir uma boa drenagem;
Não produzir pó, pois prejudicaria o material rodante e causaria incômodo aos
passageiros e operários.
Para lastro podem ser empregados os seguintes materiais:
Terra
É um material barato, porém de baixa qualidade. Sua saturação provoca desnivelamento
na linha, chegando a causar descarrilamento.
Areia
Apesar de ser um material pouco compressível e permeável, pode ser facilmente levado
pela água. Além disso, produz uma poeira de grãos muito duros que ao introduzir-se entre
as partes móveis, provoca o desgaste destas.
Cascalho
É um ótimo tipo de lastro, principalmente quando quebrado, formando arestas vivas.
Prévio ao uso deve ser lavado para separá-lo da terra e das impurezas.
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Escórias
As escórias de usinas metalúrgicas têm dureza e resistência suficiente para serem
empregadas como lastro, sendo utilizadas nas linhas próximas das usinas.
Pedra britada
É o melhor tipo de lastro, apresentando permeabilidade, resistência e inalterabilidade
frente aos agentes atmosféricos, permitindo desta forma um perfeito nivelamento do
lastro. Adicionalmente, tem elasticidade limitada e não produz poeira. Esse material deve
ser obtido preferencialmente mediante trituração de rochas duras (basalto, granito,
quartzito...).
Quanto a características técnicas para materiais de lastro, as especificações recomendam o
seguinte:
Peso específico mínimo: 2,7 g/cm
3;
Resistência à ruptura: 700 kg/cm2;
Coeficiente de Desgaste Los Angeles (CLA) igual ou inferior a 35%;
Granulometria: as pedras devem ter comprimento entre 2 e 6 cm, pois pedras de grandes
dimensões funcionam como cunhas; enquanto que pedras muito pequenas apresentam
rápida colmatação do lastro afetando sua capacidade drenante.
A Tabela 2.2 apresenta a granulometria recomendada para a pedra britada a ser utilizada em
linha corrida (exceto pátios e aparelhos de mudança de via):
Tabela 2.2 – Granulometria para pedra britada em linha corrida
Abertura da malha
(mm)
Percentagem que
passa
% acumulada retida
63,5 100 0
50,8 90 – 100 0 – 10
38,0 35 – 70 30 – 65
25,4 0 – 15 85 – 100
19,0 0 – 10 90 – 100
12,7 0 – 5 95 – 100
Para lastro de pátios e nivelamento dos aparelhos de mudança de via, pode-se utilizar
granulometria com diâmetros menores.
Do ponto de vista da altura do lastro, esta deve ser medida sob o dormente e deve ser
calculada em função:
Da capacidade de suporte da plataforma;
Do trem tipo;
Da bitola e do espaçamento entre dormentes.
A altura mínima recomendada para o lastro é apresentada na Figura 2.5.
23
Figura 2.5 – Altura mínima do lastro em cm (NBR 7914).
Caso a plataforma seja constituída por rocha estável, a altura mínima do lastro será:
Figura 2.6 – Altura mínima do lastro em plataforma de rocha estável em cm (NBR 7914).
Em desvios ferroviários, nos quais a velocidade máxima seja de até 30 km/h, pode-se
considerar a altura mínima do lastro igual a 15 cm. Além disso, em plataformas constituídas
por lajes de concreto armado, é dispensado o uso de lastro.
Quanto à inclinação do talude, a mesma não deve ser superior a 1,0:1,5 (altura-base), além de
obedecida a condição mínima da banqueta, conforme ilustrado na Figura 2.7.
Figura 2.7 – Banqueta mínima em cm (NBR 7914).
Ainda em relação à banqueta, caso sejam utilizados trilhos longos soldados, a banqueta deve
medir no mínimo 30 cm, qualquer que seja a classe da linha férrea.
Durante a execução do lastro, este não deve cobrir o dormente, sendo coroado a 5 cm da face
superior do mesmo. No caso de dormentes de concreto com blocos ligados por tirante
metálico, o lastro deve ficar a 2 cm abaixo da face inferior do tirante e a 5 cm da face superior
do bloco de concreto.
No lastro a pressão resultante das solicitações deve ser uniformemente distribuída na
plataforma segundo um ângulo de espraiamento na faixa de 45 a 60 com a horizontal. A
24
pressão abaixo do dormente atinge em média 100 psi (7 kgf/cm2), decrescendo até uma
pressão inferior a resistência do subleito.
2.2.3 Dormentes
São elementos da via permanente que tem por função receber e transmitir ao lastro os
esforços produzidos pelas cargas dos veículos, servindo de suporte aos trilhos, permitindo sua
fixação e mantendo invariável a distância entre eles (bitola).
Propriedades que devem ser atendidas pelos dormentes:
As dimensões do dormente (comprimento e largura) devem fornecer uma superfície de
apoio suficiente para que a taxa de trabalho (cargas resultantes) no lastro não ultrapassem
certo valor limite.
A espessura dos dormentes deve dar-lhes a necessária rigidez, permitindo, entretanto
alguma elasticidade.
Os dormentes devem ter boa durabilidade e suficiente resistência aos esforços.
Os dormentes devem permitir, com relativa facilidade, o nivelamento do lastro (socaria)
na sua base.
Os dormentes devem opôr-se eficazmente aos deslocamentos longitudinais e transversais
da via.
Os dormentes utilizados devem permitir uma boa fixação do trilho, ou seja, uma fixação
firme, sem ser excessivamente rígida.
Atualmente, considerando-se o material utilizado para fabricação, podem ser encontrados os
seguintes tipos de dormentes:
De madeira;
De aço;
De concreto;
De nylon;
De fibrocimento;
De plástico.
2.2.3.1 Dormentes de madeira
A madeira reúne quase todas as qualidades exigidas para utilização como dormente. Os
dormentes de madeira podem ser de dois tipos (Figura 2.8):
Dormentes serrados (tem forma de paralelepípedo retangular, com as faces serradas e as
arestas vivas).
Dormentes duas faces (semi-roliços, devem ter duas faces horizontais serradas e duas
faces laterais abauladas).
25
Dormentes serrados Dormentes semi-roliços
Figura 2.8 – Dormentes de madeira (NBR 7511).
Na Figura anterior, têm-se:
a = altura;
b = largura.
Quanto às dimensões, os dormentes serrados devem apresentar as características indicadas na
Figura 2.9. Adicionalmente, quando esses dormentes forem empregados em vias de bitola
métrica com carga por eixo igual ou superior a 270 kN (27 tf), devem ser consideradas as
seguintes dimensões: 24 cm × 17 cm × 230 cm.
Figura 2.9 – Dimensões de dormentes de madeira serrados (NBR 7511).
No caso de dormentes duas faces (semi-roliços), as dimensões indicadas pela norma NBR
7511 são apresentadas na Figura 2.10. Em vias de bitola métrica com carga por eixo igual ou
superior a 270 kN (27 tf), os dormentes semi-roliços devem medir: 30 cm × 17 cm × 230 cm.
A norma NBR 7511 também especifica a localização das zonas de entalhe e fixação onde
posteriormente será realizada a pregação ou furação do dormente para fixação do trilho
(Figura 2.11). Essa zona, devido à redução de algumas propriedades da madeira com o passar
do tempo constitui-se no ponto vulnerável dos dormentes. Desta forma, quando surgem
deficiências na fixação trilho-dormente de madeira, substitui-se a pregação existente por
outro furo ao lado do primeiro, porém o dormente geralmente não resiste à nova pregação
devendo então ser substituído (Figura 2.12).
26
Figura 2.10 – Dimensões de dormentes de madeira duas faces (NBR 7511).
Figura 2.11 – Localização das zonas de fixação no dormente (NBR 7511).
Figura 2.12 – Fixação dos trilhos em dormentes de madeira (Armstrong modificado, 2005).
Em pontes e aparelhos de mudança de via (AMV’s), os dormentes têm dimensões especiais.
Os dormentes para pontes são usualmente mais largos, de espessura superior e normalmente
mais compridos que os dormentes comuns. Em aparelhos de mudança via (AMV’s) os
dormentes são geralmente mais compridos que os dormentes comuns.
Furos extras na
placa de fixação
para utilização
futura Eixo da via
Tala de junção
para 6 parafusos
27
Figura 2.13 – Esquema de aparelho de mudança de via (Armstrong modificado, 2005).
Os dormentes de madeira têm sua durabilidade condicionada por vários fatores:
Qualidade da madeira (1a classe, 2a classe ou 3a classe);
o 1a classe: Aroeira, sucupira, jacarandá, angico, ipê, entre outros;
o 2a classe: Canela-preta, jatobá, maçaranduba, peroba, braúna etc.
o 3a classe: são madeiras brancas que apresentam distribuição desuniforme do
alburno.
o A sucupira é a melhor madeira para dormentes. Fornece ótima fixação do trilho,
possui elevada dureza e peso específico além de grande resistência ao
apodrecimento, podendo durar mais de 30 anos na linha.
Clima;
Drenagem da via (função do material do lastro);
Peso e velocidade dos trens;
Época do ano em que a madeira foi cortada;
Grau de secagem;
Tipo de fixação do trilho (prego, grampo etc.);
Tipo de lastro (terra, brita etc.);
Tipo de placa de apoio do trilho no dormente (p/impedir a trituração e corte da madeira).
As madeiras para dormentes devem apresentar bom desempenho quanto à:
Características físicas;
Resistência mecânica;
Defeitos presentes na madeira;
Apodrecimento;
Tratamento químico.
Características físicas
Neste item são avaliados os seguintes elementos:
Dormentes
Coração
Contratrilho Chave
28
Umidade
Quantifica o teor de água que a madeira apresenta. Segundo a NBR 7511, a madeira para
produção de dormentes deve ser classificada em classe I e classe II, e apresentar teor de
umidade entre 12% e 15%.
Retratibilidade
É a variação nas dimensões e no volume em função da perda ou ganho de umidade que
provoca contração em uma peça de madeira.
Peso específico
É a razão entre a quantidade de massa por unidade de volume. À medida que o peso
específico aumenta, elevam-se proporcionalmente a resistência mecânica e a durabilidade
e, em sentido contrário, diminuem a permeabilidade a soluções preservantes e a
trabalhabilidade.
Quanto à resistência mecânica, deve-se considerar que:
A variação da resistência mecânica da madeira está relacionada com sua micro-estrutura.
A densidade da madeira é o fator determinante para sua resistência mecânica.
Densidade mínima para madeiras brasileiras é da ordem de 0,70 kg/dm
3.
Madeiras normalmente expostas ao meio-ambiente contém cerca de 10% a 15% de
umidade (“umidade de equilíbrio”).
Madeiras verdes apresentam teor de umidade geralmente acima da faixa 35%-40%.
A avaliação da resistência mecânica da madeira para dormentes é realizada a partir dos
seguintes ensaios:
Características mecânicas
Neste caso, a avaliação envolve os seguintes ensaios:
Ensaio de compressão (paralela às fibras e perpendicular às fibras)
Na compressão paralela às fibras mede-se a carga suportável por uma peça de madeira
quando esta é aplicada em direção paralela às fibras. Na compressão perpendicular às
fibras aplica-se uma carga sobre a peça de madeira a fim de se verificar o valor máximo
que a espécie suporta sem ser esmagada.
Cisalhamento
É a separação das fibras, resultando num deslizamento de um plano sobre outro, devido a
um esforço no sentido paralelo ou oblíquo às mesmas.
Flexão (estática e dinâmica)
Na flexão estática uma carga é aplicada tangencialmente aos anéis de crescimento em
uma amostra apoiada nos extremos. Na flexão dinâmica mede-se a capacidade da madeira
em suportar esforços mecânicos ou choques.
29
Dureza (no topo e na lateral)
É a capacidade de a madeira resistir à penetração localizada, ao desgaste e a abrasão.
Fendilhamento
As rachaduras e o fendilhamento provocam o afrouxamento dos pregos ou tirefões,
exigindo-se furar novamente a peça e, conseqüentemente, causando o enfraquecimento do
sistema de fixação.
As madeiras a serem utilizadas para dormentes devem satisfazer os requisitos indicados pela
norma NBR 7511 durante os ensaios para avaliação das propriedades mecânicas. A Figura
2.14 ilustra os valores exigidos.
Figura 2.14 – Requisitos de resistência mecânica de madeiras para dormentes (NBR 7511).
Defeitos em madeiras para dormentes
Segundo a NBR 7511, os principais defeitos em madeiras para dormentes são:
Arqueamento;
Encurvamento;
Esmoado;
30
Saliências ou reentrâncias;
Nós (vivos e mortos);
Rachaduras (fendas fora do topo dos dormentes);
Fendilhamento (fenda no topo do dormente).
Arqueamento (ou curvatura no plano horizontal)
Condições para aceitação:
O arqueamento deve ser regular e com flechas avaliadas no comprimento total do
dormente inferiores a 3 cm (Figura 2.15). Nessa Figura, a = altura; b = largura e f =
flecha.
Figura 2.15 – Arqueamento da madeira para dormentes (NBR 7511).
Encurvamento (ou curvatura no plano vertical)
Condições para aceitação:
As flechas avaliadas no comprimento total do dormente devem ser inferiores a 2 cm
(Figura 2.16). Neste caso, a = altura; b = largura e f = flecha.
Figura 2.16 – Encurvamento da madeira para dormentes (NBR 7511).
Esmoado (desquinado ou quina morta)
Condições para aceitação:
Deve ocorrer apenas em uma face do dormente, desde que asseguradas às dimensões
mínimas da peça (Figura 2.17). As abreviaturas têm o seguinte significado: a = altura; b =
largura; d = largura reduzida devido ao esmoado e r = altura reduzida devida ao esmoado.
Figura 2.17 – Esmoado em madeira para dormentes (NBR 7511).
31
Quando a peça apresentar esmoado, as dimensões mínimas desta devem atender aos valores
apresentados na Figura 2.18.
Figura 2.18 – Dimensões mínimas da peça com esmoado (NBR 7511).
Saliência e/ou reentrância
Condições de aceitabilidade:
O defeito deve estar localizado fora da zona de fixação e medir no máximo 2 cm.
Nós sãos (ou nós vivos)
O nó é a região do caule onde ocorre a intersecção de um ramo ou de um galho. O nó
apresenta uma estrutura anatômica totalmente reforçada e inviabiliza uma boa
trabalhabilidade. É muito duro, às vezes solta-se durante o acabamento e, em geral, é
escuro, conferindo um aspecto desagradável à peça.
Condições de aceitabilidade:
São permitidos desde que localizados fora da zona de fixação.
Nós vazados (nós mortos ou cariados) ou furos de brocas
Condições de aceitabilidade:
Devem estar localizados fora da zona de fixação, ter diâmetro inferior a 2,5 cm e
profundidade menor que 5 cm. A soma dos diâmetros médios não deve exceder 5 cm.
Rachaduras (fendas fora do topo do dormente)
Condições de aceitabilidade:
Devem estar localizadas fora da zona de fixação e apresentar comprimento máximo de 15
cm e abertura máxima de 2 mm.
Fendilhamentos (fendas nos topos dos dormentes)
Condições de aceitabilidade:
As fendas nos topos dos dormentes devem estar localizadas fora da zona de fixação e ter
dimensão máxima limitada segundo o tipo de dormente a ser utilizado, conforme ilustram
as Figuras 2.19 e 2.20.
32
(a) dormentes serrados (b) dormentes semi-roliços
Figura 2.19 – Fendilhamentos (NBR 7511).
As abreviações utilizadas têm o seguinte significado: a = altura; b = largura; c = comprimento
da fenda; e = abertura da fenda; = diâmetro.
Figura 2.20 – Valores críticos de fendas em função do dormente (NBR 7511).
Considerando-se todos os defeitos mencionados, a norma limita ou restringe em dois o
número de defeitos detectados por dormente. Além disso, não deve haver presença de casca e
qualquer tipo de deterioração biológica (fungos apodrecedores e insetos). Adicionalmente, os
dormentes serrados prismáticos podem ter até 30% de alburno.
Apodrecimento da madeira
O tronco de uma árvore é constituído por uma parte central mais escura, denominada cerne, e
uma parte de coloração mais clara que envolve o cerne, denominada alburno.
Figura 2.21 – Tronco de árvore (Conhecendoamadeira.com, 2007).
O cerne é mais escuro devido às resinas, tanino e outros materiais de tecido lenhoso. As
células que o conformam têm apenas função mecânica. O alburno possui as células que tem a
função de conduzir a seiva. As madeiras com predominância de cerne são conhecidas como
“madeiras de lei”.
As madeiras com predominância de alburno, também conhecidas como “madeiras brancas”,
apresentam baixa resistência a deterioração quando expostas ao tempo. Devido à escassez de
madeira de lei, passou-se a utilizar para dormentes, madeiras brancas que requerem
tratamento químico com preservantes para evitar o rápido apodrecimento destas.
33
O tratamento químico aumenta a resistência ao apodrecimento, mas não altera as
propriedades mecânicas da madeira. Recomenda-se que os dormentes de madeira branca
destinados ao tratamento, conservem o máximo de alburno bem distribuído na seção
transversal, pois esta é a parte mais permeável aos preservantes. O dormente ideal para
tratamento é aquele que apresenta uma distribuição uniforme de alburno em todas as faces.
Causas do apodrecimento da madeira:
As madeiras podem apresentar apodrecimento sob as seguintes circunstâncias:
Existência de material nutritivo (por ex., materiais sacarídeos resultantes da ausência de
desintegração da lignina e da celulose).
Umidade superior a 20%.
Temperatura ambiente entre 25ºC e 30ºC (temperatura ótima para desenvolvimento de
fungos). Temperaturas inferiores a 2ºC não desenvolvem fungos, porém eles continuam
vivos. Por outro lado, em temperaturas superiores a 55ºC os fungos não resistem a longos
períodos de exposição prolongada.
Aeração (a madeira deve ter 20% do seu volume ocupado por ar para que o fungo se
desenvolva).
Tratamento químico dos dormentes
O tratamento químico consiste em tornar tóxico o alimento dos fungos e insetos. Para
alcançar esse objetivo, são utilizados produtos anti-sépticos. Esses anti-sépticos podem ser
divididos em:
Preservantes oleosos; e
Preservantes hidrossolúveis.
Preservantes oleosos
Destacam-se neste caso dois produtos denominados respectivamente Creosoto e
Pentaclorofenol.
Creosoto (indicado na norma NBR 7511)
É um óleo obtido da destilação do alcatrão da hulha, que apresenta cor escura e odor
característico. O produto é tóxico para os insetos xilófagos (que roem madeira e dela se
nutrem) e fitotóxico (nocivo) às plantas, evitando o crescimento de ervas daninhas sobre o
dormente. O creosoto não aumenta o volume da madeira, pois dispensa veículo aquoso e
forma uma película hidrófuga que diminui o risco de absorção d’água. Sua composição
química apresenta os seguintes elementos:
Hidrocarbonetos – 90%;
Ácidos de alcatrão (cresol, xileno) – menos de 5%;
Bases do alcatrão – de 3% a 5%.
34
Pentaclorofenol (não mencionado na norma NBR 7511)
É um produto de grande poder fungicida, caracterizando-se pela toxicidade a todos os agentes
biológicos destruidores da madeira, à exceção daqueles de origem marinha. Além disso, é um
produto insolúvel na água, o que lhe dá excelente resistência à lixiviação (lavagem pela
água). Adicionalmente, o mesmo é solúvel em óleos (por ex., óleo diesel). Sua composição
química apresenta-se da seguinte forma:
Pentaclorofenol – 83%;
Outros clorofenóis – 12%;
Ingredientes inertes – 5%.
Preservantes hidrossolúveis
São sais múltiplos, constituídos por mais de uma substância química. Neste caso, o objetivo é
a precipitação de um composto insolúvel na madeira, a partir da reação entre os componentes
originais. Esse composto deve possuir toxidez contra os agentes de deterioração. Os
principais agentes preservantes hidrossolúveis utilizados são:
CCA (cromo-cobre-arsênio).
O CCA deve ser formulado com produtos de pureza acima de 95%, base anidra, que
possam fornecer Cr, Cu e As com a seguinte composição:
Cromo hexavalente, calculado como CrO3 – 47,5%;
Cobre, calculado como CuO – 18,5%;
Arsênio, calculado As2O5 – 34,0%.
Os limites para balanceamento desse agente preservante são indicados na Figura 2.22.
Figura 2.22 – Limites para o CCA (NBR 7511).
CCB (cromo-cobre-boro).
O CCB deve ser formulado com produtos de pureza acima de 95%, base anidra, que
possam fornecer Cr, Cu e B com a seguinte composição:
Cromo hexavalente, calculado como CrO3 – 63,5%;
Cobre, calculado como CuO – 26,0%;
Boro, calculado B – 10,5%.
Os limites para balanceamento desse agente preservante são indicados na Figura 2.23.
Figura 2.23 – Limites para o CCB (NBR 7511).
35
A concentração mínima dos agentes preservantes hidrossolúveis deve ser de 4% a 5% e é
imprescindível que a madeira seja saturada com a solução para que a imunização seja
eficiente. Além disso, a presença de água nas células pode dificultar a penetração do
preservante. Portanto, a madeira deve estar suficientemente seca para receber o tratamento
salino (teor de umidade inferior a 30%).
Métodos de tratamento químico
As madeiras para dormentes podem receber os anti-sépticos por meio de três procedimentos:
Imersão a frio;
Imersão a quente;
Pressão e vácuo.
Tratamento químico usando pressão e vácuo
Dentre os três procedimentos apresentados, é o método que fornece resultados garantidos. O
tratamento consiste em distribuir o agente preservante na madeira de forma tão uniforme
quanto possível a fim de que a madeira possa absorver uma quantidade suficiente do anti-
séptico para garantia do tratamento.
O tratamento químico usando pressão e vácuo consta das seguintes fases:
Trabalhos preliminares
Esses trabalhos consistem no corte da madeira, secagem desses dormentes de madeira,
furação e entalhação e incisamento dos dormentes.
Corte da madeira
A madeira a ser utilizada para dormentes deve ser abatida no inverno, pois nesta época do
ano têm-se a menor quantidade de seiva possível.
Secagem da madeira
A secagem da madeira pode ser realizada em estufa ou em pilhas (Figura 2.24) dispostas
em pátios por um período que varia entre 4 e 6 meses. Na pilha o dormente de madeira
deve manter as quatro faces livres. Essa pilha deve ter um dormente espaçador
(travesseiro), e na horizontal os dormentes devem ter espaçamento mínimo de 2 cm entre
dormentes adjacentes. A pilha deve ser afastada no mínimo 300 mm do solo. Sugere-se
orientar a pilha de forma que o eixo do dormente espaçador permaneça paralelo à direção
do vento predominante.
36
Figura 2.24 – Secagem da madeira em pátios (NBR 7511).
Furação e entalhação
Preparam o dormente para receber o elemento de fixação.
Incisamento (por afloramento do cerne em uma das faces)
Passa-se o dormente entre rolos de aço dotados de pequenos dentes, que penetram na
madeira, deixando pequenas aberturas para facilitar a penetração do agente
preservante.
Impregnação do agente preservante
A impregnação dos dormentes pode ser realizada por meio de dois processos:
Processo mediante célula cheia (Processo Bethel);
Processo mediante célula vazia
Processo Rueping;
Processo Lowry.
Ambos os processos (Bethel e Rueping) visam o preenchimento das cavidades celulares da
madeira com creosoto ou sais hidrossolúveis. No processo Bethel, o agente preservante
preenche totalmente as células ao extrair-se o ar com o vácuo inicial.
No caso do processo Rueping, o ar permanece no interior das células e é comprimido devido
à pressão exercida sobre o agente preservante, razão pela qual apenas as paredes da madeira
são impregnadas. Desta forma, reduz-se significativamente o consumo do agente preservante
mediante o processo Rueping.
Se for utilizado creosoto, o consumo médio deste no processo Rueping é da ordem de 18 kg
por dormente, enquanto que no processo Bethel o consumo é da ordem de 28 kg por
dormente.
37
Impregnação do agente preservante mediante célula cheia (Processo Bethel)
Este procedimento, ilustrado pela Figura 2.25, caracteriza-se pela produção prévia do
vácuo nas células da madeira (65 cm de mercúrio) durante 30 minutos e posterior
preenchimento com creosoto a 90ºC e sob alta pressão (8 a 12 kg/cm2). Essa pressão é
mantida durante 60 minutos a 90ºC, extraindo-se ao final do período o remanescente do
creosoto. Finalmente, os dormentes são novamente submetidos ao vácuo durante 20
minutos para eliminar o excesso de líquido.
Figura 2.25 – Impregnação do agente preservante por célula cheia (Serrarias Mohr, 2007).
Impregnação do agente preservante mediante célula vazia (Processo Rueping)
Este processo caracteriza-se pela aplicação inicial de ar sob pressão (4 a 5 kg/cm2)
durante 30 minutos. Em seguida, sob a pressão inicial, injeta-se dentro da autoclave
38
creosoto aquecido a 80ºC ~ 90ºC. Logo, aplica-se na autoclave pressão de 8 a 9 kg/cm2
durante longo período de tempo (entre 75 minutos e 3 horas). A seguir, extrae-se o
remanescente de creosoto e aplica-se vácuo (60 cm de mercúrio) durante 30 minutos.
Secagem Furação e entalhação
Dormentes prontos para tratamento
na autoclave Antes/depois do tratamento
O material tratado e protegido contra fungos e insetos xilófagos
Figura 2.25 – Etapas do processo de tratamento por célula cheia
(Icotema (2007) e Serrarias Mohr (2007)).
Os dormentes tratados quimicamente apresentam as seguintes vidas úteis:
30 a 40 anos quando tratados com creosoto;
25 a 30 anos quando tratados com pentaclorofenol;
15 a 20 anos quando tratados com sais.
Estudos mais conservadores indicam a seguinte vida útil para madeiras brasileiras:
Madeiras de lei: 15 a 20 anos, dependendo do agente preservante; e
Madeiras brancas: 5 a 6 anos, quando tratados quimicamente.
O emprego de dormentes de madeira apresenta vantagens e desvantagens, ilustradas pela
Tabela 2.3, que devem ser consideradas no projeto de construção e conservação da via
permanente ferroviária.
39
Tabela 2.3 – Vantagens e desvantagens de dormentes de madeira.
Vantagens Desvantagens
Menor massa (facilidade para manuseio) Menor vida útil
São facilmente trabalháveis Ataque de fungos e insetos
Bons isolantes Os dormentes para aparelhos de
mudança de via (AMV’s) são de
difícil obtenção
Fixação simples O tratamento exige manter
estoque
Suportam bem supersolicitações
Aproveitamento dos dormentes usados
Ação efetiva sobre o ruído da via
Contribuem para a elasticidade da via (ainda
que em menor intensidade se comparado ao
lastro e ao solo)
2.2.3.2 Dormentes de Aço
Estes dormentes consistem de chapas de aço fundidas, laminadas ou estampadas, curvadas
em suas extremidades, a fim de formar garras que se afundam no lastro e se opõem ao
deslocamento transversal da via.
Os dormentes de aço laminados a quente são produzidos a partir de lingote ou corrida
contínua e conformados a quente ou a frio. Os dormentes de aço estampados são produzidos a
frio, a partir de chapas.
Os dormentes de aço podem ser comuns ou especiais. Os especiais são utilizados em pontes,
aparelhos de mudança de via (AMV’s) e em vias de bitola mista.
Os dormentes de aço (Figuras 2.26 e 2.27), segundo sua forma, podem ser do tipo:
Canelado;
Cobertura;
Gaveta;
U.
Forma e dimensão dos dormentes de aço
A norma NBR 11824 determina que a forma e a dimensão dos dormentes de aço são
definidas pelo fabricante, em concordância com o comprador, observando-se a norma NBR
12477 (antiga PB-1539). Desta forma se terá as dimensões ilustradas na Figura 2.28 e as
características descritas na Tabela 2.4.
40
Dormente de aço canelado Dormente de aço cobertura
Dormente de aço gaveta Dormente de aço U invertido
Figura 2.26 – Forma dos dormentes de aço (NBR 11824).
1 = comprimento; 3 = face lateral exterior inclinada; 5 = bulbo; 6 = topo; 7 = mesa;
W = distância entre as bordas externas dos furos extremos; Z = zona de fixação; A = espessura; G = largura da face horizontal superior do dormente
Figura 2.27 – Vista superior e corte de dormente de aço gaveta (NBR 11824).
41
Figura 2.28 – Dormente de aço laminado DA-28 (NBR 12477/1991).
Tabela 2.4 – Características do dormente de aço laminado DA-28
Peso Linear 28,46 kg/m
Área (da seção transversal) 3.625,4 mm²
Jx (momento de inércia em relação ao eixo neutro horizontal X – X) 277,5 cm4
Jy (momento de inércia em relação ao eixo neutro vertical Y – Y) 2.393 cm4
Wo (momento resistente da fibra superior) 103,16 cm³
Wu (momento resistente da fibra inferior) 43,98 cm³
Distância de X – X à fibra superior 2,69 cm
Distância de X – X à fibra inferior 6,31 cm
Comprimento mínimo do dormente
Bitola métrica 2.000 mm
Bitola internacional Hidremec
(2008)
2.700 mm
Bitola larga 2.800 mm
Fonte: NBR 12477/1991
A partir de revisão bibliográfica específica relativa às dimensões dos dormentes de aço
empregadas por diferentes administrações ferroviárias ao redor do mundo constatou-se que
estas podem ser resumidas conforme ilustrado pela Tabela 2.5.
42
Figura 2.29 – Abreviações empregadas para identificação das dimensões básicas dos
dormentes de aço (Rives e Pita (1977) apud Maldonado e Orellana (2001)).
Tabela 2.5 – Dimensões básicas de dormentes de aço segundo diferentes administrações
ferroviárias ao redor do mundo
Dormente h (mm) d1 (mm) d2 (mm) b1 (mm) b2 (mm) b (mm)
Espanhol 80 13 --- 140 266 ---
Iraniano 91 11 7 140 231 212
CFFI 90 11 7 130 240 218
Turco 85 11 8 130 242 225
SNCF (Norte) 80 13 8 140 266 240
Grego 95 12,5 8 130 260 244
UIC 28 90 12 7 150 260 236
DB SW 7 100 9 9 135 272 251
DB SW 1 100 11 8 130 272 251
SNCF (A1) 90 12 7 130 263 238
Fonte: Rives e Pita (1977) apud Maldonado e Orellana modificado (2001).
Vantagens e desvantagens desse tipo de dormente
Os dormentes de aço apresentam como vantagens o peso relativamente leve (aprox. 70 kg) e
a facilidade de assentamento. No entanto, existem vários inconvenientes que são detalhados a
continuação:
São inadequados para linhas de alta velocidade ou tráfego pesado (devido à leveza, não
travam adequadamente a via em relação aos deslocamentos verticais afetando o
nivelamento desta).
Possuem maior rigidez e alta emissão de ruído, razão pela qual demandam a utilização de
fixações elásticas.
Por ser bom condutor de eletricidade, dificulta o isolamento de uma fila de trilhos em
relação à outra, o que é necessário para circuitos de sinalização. Requerem a utilização de
isoladores especiais.
Podem apresentar problemas de corrosão.
A fixação do trilho no dormente é mais difícil.
Essa fixação, geralmente feita mediante parafusos e castanha pode afrouxar, necessitando
de permanente cuidado. Além disso, os furos para colocação dos parafusos enfraquecem o
dormente, podendo originar fissuras, que prolongadas, inutilizarão o dormente.
A socaria (vibração enérgica do lastro) torna-se mais difícil.
43
A fim de solucionar algumas das desvantagens apresentadas, estudos foram desenvolvidos,
por exemplo, para os inconvenientes dos furos para passagem dos parafusos. Este problema
pode ser eliminado utilizando-se um dormente de aço com chapa nervurada (ou ombreira)
soldada no local do patim do trilho, sendo o trilho posteriormente fixado. Obtêm-se desta
forma, um dormente mais moderno, de boa qualidade e durabilidade, porém de preço
elevado. Apesar do benefício mostrado, as chapas soldadas têm dimensão especial para cada
tipo de trilho. Logo, seria impossível substituir os trilhos existentes por outros de perfil
diferente.
Figura 2.30 – Dormentes de aço com e sem chapa nervurada (Hidremec, 2007).
Para resumir a análise de dormentes de aço, apresenta-se na Tabela 2.6 um quadro resumo
contrapondo vantagens/desvantagens quando da utilização deste dormente.
Tabela 2.6 – Vantagens e desvantagens da utilização de dormentes de aço.
Vantagens Desvantagens
Fácil confecção de dormentes especiais para
aparelhos de mudança de via (AMV’s)
Massa reduzida – falta de inércia
Manutenção da bitola Custo elevado de assentamento e manutenção
– socaria difícil
São recondicionáveis Vulnerabilidade à ambientes agressivos
Insensíveis ao ataque de fungos Tráfego ruidoso
Relativamente resistente a supersolicitações Gasto adicional com isolamento elétrico
Alto custo de aquisição, principalmente no
Brasil
2.2.3.3 Dormentes de Concreto
Devido à escassez de boas madeiras e aos inconvenientes dos dormentes de aço, surgiram
estudos para avaliar a utilização de dormentes de concreto. Os primeiros dormentes
utilizando concreto imitavam a forma dos dormentes de madeira, sendo constituídos por um
bloco de concreto armado de seção constante e grande rigidez. Essa rigidez reduzia a
flexibilidade da via e impedia o amortecimento no contato trilho-dormente.
44
Devido às cargas do tráfego, o lastro sofria maior compactação sob os pontos de apoio do
trilho no dormente, comparado aquele apresentado na parte central. Desta forma eram
produzidos recalques superiores nos extremos do dormente. Esses recalques geravam
momentos fletores negativos no centro da peça (Figura 2.31), resultando na fissuração do
concreto, apesar da armação metálica colocada para resistir aos esforços de tração. As
fissuras ocasionadas cresciam com as variações de carga devido à fadiga do material e
sofriam oxidação das armaduras devido às águas da chuva que penetravam no concreto. Além
disso, no contato trilho-dormente, os dormentes quebravam devido às vibrações e choques do
patim sobre o mesmo.
Figura 2.31 – Fissuração de dormentes de concreto armado monoblocos.
Para resolver os problemas apresentados pelos momentos negativos nos dormentes de
concreto armado monoblocos, foram desenvolvidas variantes no projeto destes. Assim,
surgiram:
Dormentes monoblocos de concreto protendido;
Dormentes bi-blocos (ou dormentes RS);
Dormentes poliblocos;
Dormentes STEDEF;
Dormentes largos; e
Dormentes grelhas.
Dormentes monoblocos de concreto protendido
Esses dormentes podiam ser pós-tensionados (protensão após a cura do concreto) ou pré-
tensionados (protensão prévia a cura do concreto). Os primeiros dormentes de concreto
protendido também acabavam fissurando na parte média, devido ao apoio no lastro desta
porção média. O problema foi resolvido aumentando-se a largura dos dormentes nas
extremidades em relação à parte central, de forma que essa diminuição de largura na parte
central reduziu a área de apoio sobre o lastro. Assim, diminuiu-se o momento fletor negativo
e o recalque diferencial do lastro. Além disso, com a introdução de protensão na zona central
do dormente, conseguiu-se que o mesmo estivesse sempre comprimido, evitando-se desta
maneira, possíveis problemas de fissuração.
45
Figura 2.32 – Dormentes monoblocos de concreto protendido
(Walter Beton GmbH, 2007).
Geometria dos dormentes monoblocos de concreto no Brasil
A norma NBR 11709 determina que os dormentes monoblocos de concreto tenham forma e
dimensões simétricas em relação ao eixo longitudinal (exceto dormentes com apoio para
terceiro trilho) e sem quina viva, ou seja, as arestas externas aparentes do dormente devem
ser dotadas de chanfros em forma de triângulo isósceles, com os lados iguais medindo 20
mm. A Figura 2.33 apresenta uma síntese das dimensões recomendadas e as Figuras 2.34 e
2.35 ilustram seções transversais e de topo de dormentes de concreto utilizados na Espanha.
Figura 2.33 – Dimensões dos dormentes monoblocos de concreto (NBR 11709).
Bitola espanhola
Modelo Dywidag espanhol (concreto pós-tensionado)
O modelo espanhol apresenta ligeira elevação
do centro de gravidade das armaduras para
melhor absorver os maiores momentos devido
ao aumento da largura da peça.
Figura 2.34 – Dormente de concreto espanhol (Modelo Dywidag) (Alias e Valdés, 1990).
46
Perfil
Bitola internacional
Figura 2.35 – Dormente de concreto espanhol (Alias e Valdés, 1990).
A fabricação desses dormentes segue basicamente o roteiro ilustrado na Figura 2.36.
Cura do
concreto
Agregados Água Cimento
Planta
misturadora
Concretagem
Pretensionamento
da armadura
Preparação dos
cabos-ancoragens
Aço para protensão Ancoragens
Montagem nas
fôrmas
Molde triplo
Barras
Montagem
das barras
Limpeza e lubrificação
dos moldes
Porcas e parafusos
para
tensionamento
Liberação da tensão
nos dormentes e
remoção do molde
Montagem das fixações dos
dormentes
Estoque de
dormentes Entrega
Figura 2.36 – Fabricação dos dormentes monoblocos de concreto protendido
(Walter Beton GmbH modificado, 2007).
Considerando-se as resistências do concreto para dormentes monoblocos (NBR 11709) têm-
se:
Compressão (fck) aos 28 dias: 45 MPa;
Compressão admissível no concreto devido unicamente à força de protensão: 12 MPa;
Compressão da transferência da protensão: valor a ser fixado no projeto;
Tração na flexão (fctk7) aos sete dias: 5 MPa.
Os dormentes monoblocos de concreto protendido apresentam as seguintes vantagens:
47
Face ao seu elevado peso e dimensões, proporcionam um excelente travamento
longitudinal e transversal, favorecendo a conservação da geometria da via, diminuindo
desta forma a periodicidade de manutenção.
Conservam a bitola da via.
Tem boa resistência ao ataque das intempéries (são recomendados para túneis e ambientes
úmidos).
Permitem a utilização de vários tipos de fixação trilho-dormente.
Apresentam grande durabilidade (aprox. 50 anos).
São aptos para vias permanentes sujeitas a grandes cargas e velocidades.
Como desvantagens têm-se:
Elevado custo de fabricação.
Devido ao peso elevado, requerem a utilização de equipamentos especiais para manuseio.
Devido à alta rigidez, requerem lastros com maior espessura a fim de proporcionar
flexibilidade adequada à via e diminuir as tensões que chegam à plataforma.
É importante salientar que a rigidez introduzida na via por esses dormentes, comparado aos
de madeira, deve ser compensada com a utilização placas de fixação flexíveis para
assentamento dos trilhos sobre estas e mediante fixações elásticas entre trilho-dormente.
Dormentes bi-blocos de concreto
Esses dormentes foram desenvolvidos na França e são constituídos por dois blocos ligados
por uma barra metálica. O dormente pesa aproximadamente 180 kg e contém apenas 7 kg de
aço.
O dormente Vagneux, conhecido como “dormente RS” é o protótipo mais moderno desse
tipo de dormente. Esse dormente (Figura 2.37) consiste de dois blocos de concreto armado ou
protendido, ligados por uma viga metálica. Essa viga tem comprimento quase igual ao
comprimento do dormente e constitui uma robusta armadura principal dos blocos de
concreto. Esses dormentes apresentam tipicamente as seguintes dimensões: 70 × 29 × 23 cm.
Figura 2.37 – Dormente bi-bloco (Brina, 1988).
A estabilidade das vias com dormentes bi-blocos é proporcionada principalmente pelas
dimensões dos blocos, ou seja, maior tamanho, maior peso. Adicionalmente, essas dimensões
também influem na distribuição de cargas e no engastamento com o lastro.
No entanto, a rigidez vertical e horizontal da via pode ser reduzida caso a barra metálica de
ligação sofra deformações. Neste caso, se teria como resultado desnivelamentos e variações
na bitola da linha, entre outros. Adicionalmente, o risco de deformação aumenta em vias de
bitolas maiores associadas à corrosão da barra metálica.
Por outro lado, as armaduras (Figura 2.38) solidificam os blocos com a viga metálica e
cintam o concreto em torno desta. Os dois blocos de concreto, muito robustos, estão imunes à
48
maioria dos esforços de flexão estática e flexão alternada. Considerando-se a elasticidade do
dormente RS, a mesma é obtida da maneira mais simples e segura possível, utilizando-se a
barra metálica (ou viga de aço).
Figura 2.38 – Armaduras de dormentes bi-blocos de concreto armado (Brina, 1988).
Em termos de seção transversal, existem vários modelos de dormentes bi-blocos, conforme
ilustram as Figuras 2.39 a 2.41.
Comprimento da barra metálica = 2380
Figura 2.39 – Dormente RS convencional (Espanha) (Poyo et al., 2005).
Figura 2.40 – Variante do dormente RS convencional (para via com lastro britado)
(Poyo et al., 2005).
49
Figura 2.41 – Outra variante do dormente RS convencional (para via com lastro britado
(Poyo et al., 2005).
Os dormentes RS ou bi-blocos apresentam as seguintes vantagens:
Durabilidade (aproximadamente 40 anos caso não sejam severamente atacados pela
corrosão o submetidos a grandes deformações).
Podem ser utilizados para vias que utilizem trilhos longos soldados, pois empregam
fixações elásticas.
Facilidade e rapidez para fabricação.
Como desvantagens, têm-se:
A utilização de aço na barra metálica encarece a fabricação.
Têm rigidez significativamente menor que os dormentes monoblocos de concreto,
podendo desta forma, sofrer deformações que darão lugar a variações na bitola da via,
inclinação dos trilhos e perda das características geométricas da via.
Podem apresentar falhas de isolamento elétrico. Se o bloco sofre fissuração ou
deterioração dos elementos isolantes, a corrente passará dos trilhos aos tirefões, destes às
armaduras e delas à barra metálica, prejudicando o correto funcionamento dos sistemas de
sinalização devido às fugas de corrente a terra. Para solucionar esse inconveniente, os
modelos mais novos de dormentes bi-blocos utilizam fixações “Nabla” para aperfeiçoar
as condições de isolamento.
Tendo em vista a pequena superfície de contato dormente-lastro, as cargas transmitidas à
plataforma são elevadas. Desta forma, esses dormentes não devem ser utilizados em
plataformas instáveis e de baixa capacidade de suporte.
Nas operações de socaria (vibração enérgica do lastro), a barra metálica pode curvar-se
durante o levantamento dos dormentes, produzindo deformação significativa na via.
Esses dormentes não são recomendados para vias nas quais os veículos trafeguem em
velocidades superiores a 160 km/h.
Em caso de descarrilamento, sofrem maiores avarias devido à menor robustez.
Perigo de corrosão das barras metálicas, motivo pelo qual são inadequadas para utilização
em ambientes úmidos como túneis.
50
Dormentes STEDEF
Esses dormentes constituem uma derivação dos dormentes RS, sendo utilizados para vias em
laje. Além disso, a partir da metade inferior de cada bloco, substitui-se o concreto por um
colchão de material elastômero a fim de aumentar a flexibilidade da via e diminuir o ruído e
as vibrações durante o tráfego dos trens.
Comprimento da barra metálica = 2280
Figura 2.42 – Dormente STEDEF (Poyo et al., 2005).
Dormentes polibloco ou dormentes FB (Franklin-Bagon)
Os dormentes polibloco surgiram na Bélgica e são constituídos por dois blocos de
extremidade, de concreto armado, e uma peça intermediária (viga de concreto), fazendo-se a
união das três peças com fios de aço, com elevado limite elástico, tendido e ancorado nas
extremidades. Para evitar a destruição do concreto na superfície de contato dos blocos e para
dar ao dormente certa flexibilidade, foram intercaladas plaquetas de material elástico
especial, nos dois pontos de ligação dos blocos laterais com o intermediário.
A idéia do seu autor era desenvolver um dormente de concreto com as mesmas características
de deformabilidade observadas em dormentes de madeira, ou seja, não provocaria alteração
do caráter elástico da via permanente. Os dormentes polibloco diferenciam-se dos dormentes
protendidos por desenvolverem apenas uma reunião por tensão entre os blocos, cujo valor é
igual a 15 toneladas.
Figura 2.43 – Dormente polibloco (Brina, 1988).
51
Dormentes largos
Segundo relatos da bibliografia, a utilização de dormentes largos teve início em 1996, na
Alemanha. A partir dos testes desenvolvidos, observou-se um bom comportamento em
campo, destacando-se maior estabilidade vertical e lateral da via, além de reduzida (quase
nula) necessidade de manutenção.
Esses dormentes visam reduzir a carga sob o lastro, tendo em vista que cargas elevadas
podem fraturar os agregados nos pontos de contato agregado-agregado, acelerando desta
forma a deterioração do lastro.
Normalmente a largura das extremidades dos dormentes é de aproximadamente 30 cm. Neste
caso, os dormentes largos apresentam uma largura igual a 57 cm. Considerando-se que os
dormentes são usualmente distanciados 60 cm eixo a eixo, se teria um vazio entre dormentes
de apenas 3 cm. Esse vazio pode ser preenchido com um material elastomérico (palmilha de
borracha).
Apesar de que o peso do dormente é quase duplicado (passa de 300 kg a 560 kg), a tensão
vertical aplicada ao lastro é reduzida quase pela metade, decrescendo dos habituais 3,5 – 4
kg/cm2 para aproximadamente 2 kg/cm
2.
Figura 2.44 – Dormentes largos (Bachmann et al. apud Pita, 2006).
Dormentes grelhas
Este sistema, utilizado em algumas vias da Áustria, consiste da união de dormentes
monoblocos entre si, constituindo desta forma uma grelha. Têm-se como resultado uma
solução intermediária entre a via com lastro tradicional e a via em laje de concreto. A carga
transmitida ao lastro tem redução significativa e a utilização de fixação dupla garante uma
elevada rigidez lateral da via. No entanto, seu custo é muito superior ao de vias com
dormentes monoblocos convencionais, enquanto que comparado às vias em laje, apresentam
apenas uma pequena redução do custo.
52
Figura 2.45 – Dormentes grelhas (Riessberger apud Pita, 2006).
Nesta seção foram apresentados os diferentes tipos de dormentes de concreto disponíveis. A
Figura 2.46 ilustra as características geométricas e principais armaduras dos dormentes de
concreto fabricados em diferentes países.
DormenteBito-
la
(mm)
Compri
mento
Sob o trilho Seção central
Quant.
Bi-bloco
concreto
armado
Monobloco
concreto
pré-
tensionado
Monobloco
concreto
pós-
tensionado
Barra metálica
Dimensões das seções transversais
Características das armaduras
principais
Diâmetro (mm)
10 barras
Figura 2.46 – Características geométricas e principais armaduras de dormentes de concreto
(Alias e Valdés, 1990).
De forma resumida, as vantagens e desvantagens dos dormentes de concreto são apresentadas
na Tabela 2.7.
53
Tabela 2.7 – Resumo das vantagens/desvantagens dos dormentes de concreto.
Vantagens Desvantagens
Maior massa (resistência aos esforços
laterais/transversais na via)
Manuseio e substituição onerosos
Manutenção da bitola Risco de destruição em
descarrilamentos
Isolantes A confecção de dormentes especiais
para aparelhos de mudança de via
(AMV’s) é dispendiosa
Não vulneráveis a fungos Vulnerabilidade às solicitações
excepcionais
Vida útil longa
2.2.3.4 Escolha do tipo de dormente a ser utilizado
A escolha do tipo de dormente deve considerar os juros, os custos de aquisição, manutenção e
renovação, assim como a venda do material inservível e o tipo de dormente previamente
utilizado na via existente. Considerando-se os diferentes tipos de dormentes apresentados,
pode-se resumir, conforme ilustra a Tabela 2.8 as vantagens e desvantagens de cada material.
Tabela 2.8 – Aplicabilidade de dormentes em função da característica avaliada.
Característica Tipo de dormente que melhor se aplica
Vida útil Concreto
Manuseio Madeira/Aço
Estabilidade Concreto
Isolamento Madeira/Concreto
2.2.4 Trilhos
Os trilhos são elementos da via permanente que constituem a superfície de rolamento para as
rodas dos veículos ferroviários e dão sustentação ao mesmo.
Figura 2.47 – Trilhos na via permanente (Brina, 1988).
2.2.4.1 Principais funções dos trilhos
Os trilhos devem:
Absorver, resistir e transmitir aos dormentes, os esforços recebidos do material rodante.
Esses esforços podem ser:
54
o Verticais: cargas estáticas (peso do material); cargas quasi-estáticas (cargas
verticais produzidas pelo efeito da força centrífuga e cargas dinâmicas (produzidas
pelo movimento dos veículos).
o Transversais: produzidas principalmente pela força centrífuga e pelo movimento
de laço (lacet).
o Longitudinais: esforços térmicos e aqueles devido à aceleração e frenagem dos
veículos.
Guiar os veículos e proporcionar-lhes suficiente aderência para frenagem e aceleração.
Conduzir o retorno da corrente elétrica de tração. Nas linhas eletrificadas, a corrente
elétrica regressa às subestações através dos trilhos.
Conduzir as correntes elétricas relacionadas ao sistema de controle de tráfego e à
sinalização.
o Em alguns sistemas de controle de tráfego ferroviário, os trilhos formam circuitos
de via que se fecham (através dos eixos dos veículos), durante a presença destes
no interior do circuito. Assim, o sistema tem conhecimento de que em um
determinado trecho da via existe um trem.
o Os trilhos também podem ser portadores de sinal elétrico que transmite
informação aos trens (por exemplo, sinalização) e vice-versa. Este sinal é captado
pelos trens através de antenas instaladas nos veículos e próximas aos trilhos. Para
que não haja superposição de correntes elétricas (controle de tráfego, sinalização,
tração), utiliza-se para cada caso uma freqüência diferente.
2.2.4.2 Principais requisitos exigidos dos trilhos
Os trilhos devem apresentar as seguintes características para utilização em ferrovias:
Rigidez e flexibilidade
O trilho, integrado à via, deve ter uma superfície lisa e ser pouco deformável,
apresentando desta forma uma rigidez que impeça sua flexão sob as cargas dos trens. No
entanto, para evitar rupturas devido aos efeitos dinâmicos gerados pela própria rigidez do
trilho, torna-se necessária certa flexibilidade deste.
Peso por metro
Quanto maior o peso, maior será a durabilidade de um trilho tendo em vista sua maior
capacidade resistente e submissão a esforços de flexão menores, o que produzirá uma
menor fadiga do material. No entanto, para redução do custo, podem ser utilizados trilhos
com pesos menores, desde que resistam aos máximos esforços atuantes na via.
Aderência roda-trilho
Nas ferrovias a aderência roda-trilho é muito baixa, permitindo o transporte de cargas
pesadas com um baixo custo energético. No entanto, essa baixa aderência transforma-se
em um inconveniente porque limita as rampas e descidas, assim como as distâncias de
parada.
Elasticidade
55
Dureza (resistência que um mineral oferece à penetração de uma ponta aguda que tenta
riscá-lo).
Tenacidade (resistência que um mineral oferece para romper-se por ação de um choque).
2.2.4.3 Evolução dos trilhos ao longo do tempo
A forma, o comprimento e o peso dos trilhos evoluíram gradativamente até atingirem os
perfis modernos de grande seção que permitem o tráfego de cargas pesadas por eixo nos trens
modernos.
Figura 2.48 – Perfis de trilhos ferroviários.
O trilho “duplo T” surgiu como alternativa desde os primórdios da era comercial das Estradas
de Ferro. Este trilho apresentava como vantagens a resistência aos esforços normais e
transversais, aliado ao menor custo para fabricação.
As mesas recebiam considerável espessura para que pudessem ser utilizadas mesmo após
apreciável desgaste. Porém, constatou-se que o desgaste resultante dos choques sofridos pela
cabeça inferior do trilho no contato com o dormente impediam sua utilização posterior.
Em 1838, Robert Stephenson criou o “trilho de duas cabeças (Bull Head Rail – Figura 2.49)”,
cuja cabeça inferior continha menos material, uma vez que se havia desistido de utilizar a
cabeça inferior como superfície de rodadura após o desgaste da cabeça superior. Neste caso,
um dispositivo metálico era fixado ao dormente de madeira. Os trilhos eram então fixados
nesse dispositivo metálico mediante cunha de madeira.
Trilho duas cabeças
Dispositivo metálico
Cunha de madeira
Fixação ao dormente
Brina (1979) Poyo et al. modificado (2005)
Figura 2.49 – Trilho duas cabeças (Bull Head Rail).
56
No entanto, o trilho de duas cabeças também apresentava problemas de fixação, incentivando
o desenvolvimento de outros estudos até o surgimento do trilho “tipo Vignole”. Este trilho,
segundo ilustra a Figura 2.50, é constituído pelo boleto (cabeça), alma e patim.
boleto
alma
patim
(recebe os esforços do contato roda-
trilho, sofrendo diretamente desgaste)
(une o patim e o boleto e proporciona a inércia à flexão necessária)
(região larga que atua como base de
apoio, proporcionando estabilidade ao trilho)
Figura 2.50 – Trilho Vignole (Brina modificado, 1988).
Além desse dispositivo, também foram desenvolvidos os “trilhos Phoenix”, cuja cabeça
contém uma garganta funcionando como contratrilho. Conforme ilustra a Figura 2.51(a),
esses trilhos, também chamados de “trilhos de fendas”, permitem o encosto do calçamento
aos trilhos sem danificar o pavimento. Os frisos da roda correm no canal existente na cabeça
do trilho e sua utilização ocorre em linhas de bondes e de VLT’s (Veículos Leves sobre
Trilhos).
Adicionalmente têm-se o “trilho Brunel” ou trilho de grua, desenvolvido para suportar
grandes cargas deslocando-se em velocidades muito baixas. Considerando-se que as cargas
aplicadas estão centradas, o perfil adota uma forma mais robusta, apresentando maior
espessura tanto para o boleto quanto para a alma. Na prática (Figura 2.51(b)), o perfil é
constituído por uma peça em forma de U invertido, assentado verticalmente, sem inclinação.
Além disso, os veículos que o utilizam normalmente empregam roda com duplo friso.
(a) Trilhos de fendas (b) Trilho Brunel
(trilho de grua)
Figura 2.51 – Trilhos de fendas e trilho Brunel (Brina (1988) e Poyo et al. (2005)).
2.2.4.4 Seção transversal dos trilhos
Durante a fabricação dos trilhos procura-se realizar uma distribuição de metal tão uniforme
quanto possível, entre suas diversas partes. Em geral, o perfil tem a seguinte distribuição:
57
Boleto (cabeça): 40% a 42%;
Alma: 18% a 22%;
Patim: 38% a 40%.
Boleto dos trilhos
O boleto deve ter tamanho e forma que permitam um bom contato roda-trilho. Logo,
recomenda-se:
A largura do boleto deve variar entre 65 mm e 72 mm e a altura deste deve ser igual a
50 mm. Para larguras inferiores a 65 mm, o boleto seria franzino e frágil, enquanto
que para valores superiores a 72 mm, haveria descentralização excessiva das cargas
em relação ao eixo do trilho. A altura correta permite que haja um equilíbrio de
massas entre o boleto e o patim.
A largura e a altura devem ser proporcionais ao resto do trilho.
A transmissão de esforços não deve ser pontual a fim de que seja evitada a
plastificação do aço no contato roda-trilho. A plastificação nesse ponto de contato
adquire uma forma elíptica de aproximadamente 1 cm2 de área, na qual as tensões
atuantes podem alcançar 15.000 kg/cm2 (valor superior à tensão de ruptura do aço),
provocando desta forma o desgaste do boleto.
As faces laterais do boleto devem ser inclinadas para que nas curvas a pressão do friso
sobre o mesmo seja mínima e desta forma obtenha-se um aumento da durabilidade do
trilho.
Alma dos trilhos
A alma, caracterizada pela espessura do perfil, deve:
Transmitir as tensões ao patim, proporcionar inércia vertical, ter espessura suficiente
para evitar o curvamento lateral e resistir à corrosão.
Além disso, o perfil deve ser fabricado com as curvaturas adequadas na região do
boleto-alma e alma-patim para evitar o surgimento de trincas durante a transmissão de
tensões.
Patim dos trilhos
O patim caracteriza-se pela largura, forma e espessura das asas, devendo:
Ter largura suficiente para distribuir as cargas recebidas, evitar a rotação e fornecer
inércia à grelha formada pelos trilhos.
Quanto maior a largura do patim, maior será sua resistência à rotação e melhor será a
distribuição de cargas no dormente.
58
Relações entre as dimensões da seção transversal dos trilhos
O perfil Vignole apresentou-se como modelo para resistir aos esforços na via. A distribuição
de massa entre suas três partes (boleto, alma e patim) deve ser tal que o torne apto a resistir os
esforços.
Relações entre as dimensões da seção transversal – BOLETO
O boleto está sujeito a desgaste lateral e vertical. A largura “c” e altura “e” do boleto (Figura
2.52) são estabelecidas de forma a melhor atender o trabalho a que está sujeita aquela parte
do trilho. O desgaste lateral é mais acentuado nas curvas. A altura “e” do boleto deve ser
superior à exigida pelas condições de segurança, a fim de atender ao desgaste admissível:
12 mm em vias principais;
15 mm em vias secundárias.
A largura do boleto deve guardar com sua altura uma relação “c/e” tal que o desgaste lateral
não obrigue a substituição do trilho antes que o mesmo tenha atingido o limite de desgaste
vertical. A relação “c/e” é de aproximadamente 1,6 a 1,8.
Figura 2.52 – Considerações quanto às dimensões do boleto (Brina, 1988).
O trilho é assentado com inclinação de 1:20 (5%) ou 1:40 (2,5%) em relação à vertical,
oferecendo uma superfície de rolamento levemente “boleada”, reduzindo o desgaste do trilho
e do aro da roda. Desta forma, nas curvas a pressão exercida pelo friso sobre o trilho será
mínima.
O ângulo do friso da roda (Figura 2.53) é geralmente 60º, pois se > 60º, há mais
facilidade da roda subir nas juntas se houver discordância no alinhamento das pontas dos
trilhos. Por outro lado, se < 60º, facilita-se a subida nos trilhos provocando o
descarrilamento.
Figura 2.53 – Contato friso-boleto (Brina, 1988).
59
Relações entre as dimensões da seção transversal – ALTURA DOS TRILHOS
A altura “h” do trilho (Figura 2.54) deve permitir que o mesmo suporte elasticamente as
cargas, mesmo depois de desaparecer parte do boleto que se desgastou. Desta forma, a
quantidade de metal do perfil deve ser tal, que o desgaste do boleto seja atingido ao mesmo
tempo em que o desgaste por oxidação das outras partes (alma e patim).
A relação entre a altura “h” do trilho e a largura “l” do patim também é importante porque o
trilho está sujeito a um esforço vertical “P” e a um esforço lateral “Ft”. Este esforço provoca
um momento de reviramento (Ft × h), que é equilibrado pelos momentos (P × l/2), em relação
à extremidade do patim e pelo momento resistente devido à fixação do trilho. A relação ideal
“h/l” está entre 1,00 e 1,10.
Figura 2.54 – Considerações quanto à altura do trilho (Brina, 1988).
Relações entre as dimensões da seção transversal – PATIM DOS TRILHOS
A relação ótima “largura/altura do patim” varia entre 1,1 e 1,2.
2.2.4.5 Escolha do trilho
A escolha do perfil depende da velocidade de deslocamento, cargas por eixo, tráfego da via,
espaçamento entre dormentes, vida útil e eventual reutilização do trilho. Para maior
praticidade e aproximações iniciais, tem-se definido o tipo de trilho a ser utilizado em função
do peso deste. O peso do trilho, além da forma da seção transversal, também constitui uma
característica fundamental. O peso do perfil permite avaliar intuitivamente a robustez e a
capacidade de resistência sob as cargas a que estará submetido. Assim, o peso do trilho está
diretamente relacionado à carga por eixo, velocidade de circulação dos trens e densidade de
tráfego (toneladas transportadas por ano).
Na Europa têm-se utilizado em vias de bitola internacional, perfis pesando 60 kg/m para vias
submetidas a cargas pesadas (tráfego diário de cargas superior a 35.000 t) e perfis pesando 54
kg/m para vias sob carregamentos leves (tráfego diário de cargas inferior a 25.000 t). Para
tráfego diário de cargas entre 25.000 t e 35.000 t, em caso da utilização de dormentes de
madeira, recomenda-se perfis pesando 54 kg/m, e no caso da utilização de dormentes de
concreto, sugere-se o emprego de perfis pesando 60 kg/m. Mais recentemente, têm-se
experimentado perfis pesando 71 kg/m, porém sua utilização teve pouca difusão.
60
Figura 2.55 – Perfis de trilhos para vias européias com bitola internacional
(Profillidis modificado, 2006).
Considerando-se vias com bitola métrica, na Europa têm-se utilizado perfis pesando 49,05
kg/m (Figura 2.56(a)) para vias submetidas a volumes médios e altos de tráfego, enquanto
que para baixos volumes de tráfego têm sido empregados perfis pesando 33,47 kg/m. Para
essas vias, a escolha do perfil a ser adotado pode ser determinada em função da velocidade e
das cargas por eixo, conforme descrição presente na Tabela 2.9.
No caso de vias com bitola larga, normalmente observa-se que estas suportam maiores cargas
por eixo comparadas a vias com bitola internacional. Desta forma, devem ser utilizados
trilhos mais pesados, tendo-se, por exemplo, a experiência russa ilustrada na Figura 2.56(b),
na qual são utilizados trilhos pesando 65 kg/m.
Tabela 2.9 – Recomendações para escolha do perfil em vias de bitola métrica
Vmáx 160 km/h 120 km/h 100 km/h 80 km/h 60 km/h
Carga por
eixo (t)
13 16 20 25 – 30 16
Tráfego Apenas
passageiros
Misto Misto Apenas
cargas
Principalmen
te cargas
Peso linear
sugerido para
o trilho
(kg/m)
50 - 60 50 – 60 > 40 60 - 68 > 30
Fonte: Profillidis (2006).
60 kg/m
50 kg/m
71 kg/m
54 kg/m
61
Bitola métrica (perfil S49) Bitola larga (Rússia)
Figura 2.56 – Perfis para bitola métrica e larga (Profillidis, 2006).
2.2.4.6 Fabricação dos trilhos
O aço é o material que oferece as melhores vantagens para o emprego na fabricação dos
trilhos, apresentando elevada tensão de escoamento e ruptura; composição química uniforme;
e isenção de inclusões não metálicas, vazios e trincas térmicas. O processo de fabricação dos
trilhos é detalhado nas Figuras 2.57 e 2.58.
(a) bitola métrica - Europa (b) bitola larga - Rússia
62
Minério de ferro
Carvão Pedras calcárias
Forno de grandes dimensões,
revestido com tijolos
refratários, usado em usinas
siderúrgicas integradas para
produzir ferro-gusa
Fabrica aço a partir de sucata e ferro-gusa sólido.
Principal fonte de energia: elét rica . A energia para
a fusão dos insumos é suprida por um arco elétrico
que se forma entre eletrodos de grafite e as
matérias-primas
Forno que recebe o aço
líquido oriundo do forno
elétrico a arco para a
realização do refino
químico
aço líquido é solid ificado, podendo
assumir vários fomatos de seção e
dimensões, como tarugos, blocos ou
placas.
Modificação química do ferro -gusa para
redução do teor de carbono pela injeção de
oxigênio. Baixos conteúdos de fósforo,
enxôfre e nitrogênio
Homogeneização do calor, ajuste da
composição, ajuste da temperatura do
aço, desoxidação, dessulfuração,
desfosforação
Figura 2.57 – Processo de fabricação (Gerdau modificado, 2007).
63
Produto final da laminação
BROCCHI (2007)
Figura 2.58 – Processo de fabricação dos trilhos (Gerdau modificado, 2007).
Laminação: processo no qual se modifica a geometria/dimensões de um corpo metálico pela passagem entre 2 cilindros laminadores. Ao passar
entre os cilindros, o metal sofre deformação plástica; a espessura é reduzida e o comprimento e a largura são aumentados.
64
O aço presente nos trilhos ferroviários deve apresentar os seguintes componentes e respectivas
percentagens:
Ferro (aproximadamente 98%)
É o elemento básico atribuindo-lhe suas principais qualidades.
Carbono (0,7% a 0,8%)
Proporciona maior dureza, porém à medida que seu teor aumenta, pode tornar-se quebradiço,
principalmente se não for reduzida a percentagem de fósforo.
Manganês (0,7% a 1,1%)
Aumenta a dureza do aço, porém elevados teores dificultam a trabalhabilidade deste.
Adicionalmente, se a percentagem de carbono for elevada, pode produzir fragilidade.
Este componente encarece o aço, sendo empregado nos trilhos de aço-liga e em peças
especiais (aparelhos de mudança de via – AMV’s) para dar maior resistência ao desgaste,
maior tenacidade e dureza ao aço. No entanto, sua presença dificulta a soldabilidade.
Silício (0,10% a 0,25%)
Se utilizado nos teores apresentados, aumenta a resistência à ruptura sem sacrificar a
ductilidade ou tenacidade.
Fósforo (máximo 0,04%)
É um elemento indesejável, pois torna o aço quebradiço, porém esta ação diminui de
intensidade à medida que decresce o teor de carbono.
Enxofre (máximo 0,05%)
É um elemento indesejável que ao combinar-se com o ferro, tira suas principais qualidades
formando “segregações”.
Arsênico
Aumenta a dureza e a resistência ao desgaste, porém diminui essa resistência a partir de certa
porcentagem de adição.
Do ponto de vista de características físicas e mecânicas, os aços convencionais apresentam:
Peso específico: 7,83 kg/dm
3
Dilatação K: 1,05 × 10-5
graus-1
Módulo de elasticidade E: 2,00 × 106 kg/cm
2
Dureza Brinell (N): 210 - 250
Resistência à tração: 110 kg/mm2
Trilhos de aço-liga
Os aços-carbono comuns não são apenas ligas de ferro e carbono, mas contém outros elementos
(por exemplo, manganês e cromo) que exercem influência sobre as principais propriedades do
aço acabado. Se esses elementos são adicionados em porcentagens maiores, melhoram-se
significativamente as propriedades físicas do aço, passando-se a chamá-lo de “aço-liga”.
A adição de manganês aumenta a resistência ao desgaste, a tenacidade e dureza do aço. No
entanto, sua presença dificulta a soldabilidade. No caso do cromo, sua adição proporciona
dureza, resistência ao desgaste e tenacidade.
65
Recebimento de trilhos
Para verificar a qualidade do lote de trilhos recebido, vários ensaios são realizados:
Prova de choque (ou de impacto)
Este ensaio consiste em deixar cair livremente um peso (martelo) de 907,2 kg, de uma altura
especificada, até o centro de um trilho apoiado pelo patim sobre suportes que tem vão (L)
ajustável entre 0,91 m e 1,42 m. O corpo de prova tem comprimento entre 1,22 m e 1,38 m. A
temperatura do corpo de prova não deve exceder 38ºC. Cada corpo de prova é colocado com o
boleto para cima, sobre os suportes e submetido ao impacto do martelo. A altura de queda é
proporcional ao peso do trilho.
Figura 2.59 – Diagrama da prova de choque (ou impacto) (Alias e Valdés modificado, 1990).
Ensaio de tração
Do boleto dos trilhos, sujeitos ao ensaio de choque são retirados corpos de prova, a frio, que são
levados à máquina de ensaio de tração, devendo estes apresentar:
Carga de ruptura: de 70 a 85 kg/mm2;
Limite de elasticidade: 35 a 40 kg/mm2;
Alongamento em 200 mm: 10 a 12%.
Ensaio de dureza Brinell
Avalia a resistência ao desgaste provocado pelo atrito das rodas dos veículos, especialmente nas
curvas. O ensaio (Figura 2.60) utiliza uma esfera de 10 mm de diâmetro e esforço de compressão
de 3.000 kg durante alguns segundos (usualmente 30 segundos).
Figura 2.60 – Ensaio de dureza Brinell.
Altura do
boleto
Martelo
L
0,5L 0,5L
66
O Índice de dureza Brinell é então calculado segundo:
S
kg3.000
S
PDB (2.1)
Onde,
DB = dureza Brinell;
S = área imprimida na superfície do trilho, sendo S calculada segundo a Equação 2.2.
222 dDD2
DπS
(2.2)
Onde,
D = diâmetro da esfera utilizada;
d = diâmetro da circunferência inscrita na superfície do trilho.
Para trilhos comuns de aço-carbono: DB = 210 kg/mm2
Ensaio micrográfico
É um ensaio facultativo que permite detectar a presença de matérias estranhas (inclusões), zonas
de diferente concentração de carbono, fissuras superficiais etc. O ensaio consiste em atacar a
superfície interna do corpo de prova com iodo em solução alcoólica, ou com solução de ácido
pícrico em álcool, submetendo posteriormente a seção ao exame de microscópio.
Ensaio macrográfico
Este ensaio consiste em atacar a superfície do aço com um reativo cuja velocidade de corrosão
depende dos elementos deste. O exame de corrosão é feito à simples vista ou com uma lupa. O
ensaio mostra a macroestrutura do aço, ou seja, sua homogeneidade química. As reações entre o
reativo e os diversos componentes do aço revelam defeitos na distribuição destes, segregações,
inclusões etc. Os principais reativos normalmente utilizados são:
Heyn (cloreto duplo de cobre e amônio em água destilada);
Bauman (brometo de prata).
Figura 2.61 – Ensaio macrográfico (Brina, 1988).
67
Ensaio de entalhe e fratura
Este ensaio controla as condições internas do aço e é realizado no corpo de prova submetido ao
ensaio de choque. Esse corpo de prova é entalhado e fraturado. Se a fratura exibir trincas,
esfoliações, cavidades, matéria interposta, estrutura brilhante ou de granulação fina, o trilho é
classificado como “trilho X”.
Ensaio de composição química
É um ensaio feito em limalhas retiradas das amostras provenientes da panela durante o processo
de fabricação.
Tolerâncias na fabricação, comprimento, nomenclatura e classificação dos trilhos
Tolerâncias e comprimento padrão
Os trilhos são fabricados em comprimento padrão de 12 ou 18 m. Durante o processo de
fabricação são admitidas as seguintes tolerâncias:
± 3 mm no comprimento;
± 0,5 mm na seção transversal.
± 0,5 mm
Figura 2.62 – Tolerâncias admitidas na fabricação dos trilhos
(Alias e Valdés modificado, 1990).
Nomenclatura dos trilhos
Os trilhos são designados pelo peso que apresentam por metro linear de comprimento. Assim,
têm-se: TR-25; TR-32; TR-37; TR-45; TR-50; TR-57; e TR-68.
Figura 2.63 – Abreviações consideradas nas dimensões descritas na Tabela 2.10.
68
Tabela 2.10 – Dimensões e propriedades dos trilhos brasileiros
Tipo Peso
(kg/m)
Dimensões (mm) Módulo de
Resistência
(cm3) A B C D
TR ASCE Boleto Patim
25 5040 24,65 98,4 98,4 54,0 11,1 81,6 86,7
32 6540 32,05 112,7 112,7 61,1 12,7 120,8 129,5
37 7540 37,11 122,2 122,2 62,7 13,5 149,1 162,9
40 80 39,68 127,0 127,0 63,5 13,9
45 90 ARA-A 44,64 142,9 130,2 65,1 14,3 205,6 249,7
50 100 RE 50,35 152,4 136,5 68,2 14,3 247,4 291,7
52 52,13 131,7 131,7 65,1 23,8
57 115 RE 56,90 168,3 139,7 69,0 15,9 295,0 360,7
68 136 RE 67,56 185,7 152,4 74,6 17,4 391,6 463,8
Tipo Peso
(kg/m)
Dimensões (mm)
A B C D E
Ph 37 56,4 182,0 150,0 127,0 11,0 60,5
Ri 59 58,9 180,0 180,0 113,0 12,0 42,0
Ri 60 60,8 180,0 180,0 113,0 12,0 36,0
Ri
60N
59,7 180,0 180,0 113,0 12,0 36,0
Figura 2.64 – Dimensões usuais dos trilhos de fenda (trilhos de bonde).
Classificação dos trilhos
Segundo a American Society of Testing Materials (ASTM), os trilhos podem ser classificados
em:
Trilhos Nº1
o São trilhos isentos de qualquer tipo de defeito.
Trilhos X
o São trilhos que no ensaio de entalhe e fratura, apresentaram trincas, esfoliações,
cavidades, matérias estranhas interpostas ou estrutura brilhante ou ainda
granulação fina.
Trilhos Nº2
o São trilhos que não contém imperfeições de superfície em tal número ou caráter,
que no julgamento do inspetor, não se tornem impróprios ao uso.
Marcas de classificação dos trilhos
Além da classificação anterior, os trilhos podem ter suas pontas pintadas a fim de facilitar a
identificação destes em campo. A ASTM estabelece as seguintes marcas:
69
Trilhos Nº1
o Trilhos de comprimento padrão encomendado e cujo teor de carbono se encontra nos
cinco pontos superiores a percentagem de carbono especificada. Esses trilhos
apresentam ambas as pontas pintadas em azul.
o Trilhos curtos com comprimentos menores que o padrão encomendado. Neste caso os
trilhos apresentam ambas as pontas pintadas em verde.
o Trilhos de comprimento padrão encomendado cujo teor de carbono se encontra na
parte inferior da faixa especificada. Esses trilhos não apresentam pontas pintadas.
Trilhos X
o Apresentam as pontas pintadas de marrom e levam a letra “X” estampada em ambas
às faces externas.
Trilhos Nº2
o As pontas são pintadas de branco e levam o algarismo “2” estampado em ambas as
faces externas.
Trilho A (1º trilho de cada lingote)
o Ambas as pontas são pintadas de amarelo.
Emprego dos trilhos segundo a cor
Trilhos sem cor
Podem ser empregados em qualquer linha, mas de preferência em trechos em tangente.
Trilhos topo azul
Devem ser empregados preferencialmente em curvas.
Trilhos topo verde (curtos)
Podem ser empregados em qualquer linha.
Trilhos topo amarelo (1º trilho do lingote)
Não devem ser empregado onde a inspeção for difícil.
Trilhos topo branco
Utilização restrita em linhas de trens de baixa velocidade ou em desvios.
Trilhos topo marrom
Uso restrito a ramais secundários e desvios.
Defeitos dos trilhos
Os trilhos podem apresentar imperfeições advindas do processo de fabricação ou avarias
surgidas ao longo da vida em serviço. Os defeitos de fabricação são definidos como
descontinuidades internas que podem originar a fadiga do mesmo; enquanto que as avarias em
serviço são alterações de natureza mecânica ou microscópica do trilho resultantes da passagem
dos veículos.
70
É importante ressaltar a diferença existente entre defeitos dos trilhos e defeitos da via. Os
defeitos da via são definidos como os desvios apresentados pela via em relação às características
geométricas iniciais (alinhamento horizontal, alinhamento vertical, bitola, entre outros). Neste
caso, os defeitos originam-se pela ação do tráfego, podendo ter natureza macroscópica e de
geometria da via. Normalmente, as atividades de manutenção da via permitem a retificação
destes.
Os defeitos dos trilhos podem ser classificados em três grupos:
Trilhos quebrados
São trilhos totalmente separados em dois ou mais segmentos. Também podem resultar da
fragmentação parcial do trilho provocando cavidades com comprimentos superiores a 50 mm
e profundidades maiores que 10 mm medidas a partir da superfície de rolamento.
Trilhos trincados
São trilhos que apresentam em qualquer lugar ao longo da seção e a despeito da localização
no perfil, uma ou mais cavidades sem padrão definido, cuja progressão pode conduzir à
ruptura do trilho de forma rápida.
Trilhos avariados
São trilhos que apresentam outros defeitos (além de quebra e trincamento), geralmente na
superfície de rolamento.
Quanto à localização no perfil, os defeitos podem surgir:
Nas pontas dos trilhos
o Neste caso têm-se trincas verticais-longitudinais.
Distanciados das pontas dos trilhos
Nesta situação pode haver ocorrência de:
o Vazios;
o Trincamento horizontal;
o Desintegração das faces laterais do boleto;
o Desgastes;
o Escamação da superfície de rolamento;
o Escamação da face lateral do boleto.
Nas regiões de soldadura
Aqui podem ser originados:
o Trincamentos horizontal e transversal em trilhos soldados com arco voltaico;
o Trincamentos horizontal e transversal em soldas aluminotérmicas.
A seguir detalha-se a origem e a forma de detecção de cada defeito mencionado anteriormente.
Defeitos nas pontas dos trilhos
Trincas verticais-longitudinais
São defeitos de fabricação, provocando trincas verticais que se expandem e dividem a cabeça do
trilho (boleto) em duas partes. O defeito é detectado mediante equipamento ultra-sônico e o
trilho afetado deve ser substituído imediatamente.
71
Alias e Valdés (1990) Profillidis (2006)
Figura 2.65 – Trinca vertical-longitudinal no extremo do boleto.
Defeitos distanciados das pontas dos trilhos
Vazios
Quando o aço começa a esfriar, sua solidificação se faz primeiramente no contato com as
paredes e na parte superior, expostas ao ar. A parte líquida fica desta forma com um envoltório
rígido. Continuando a solidificação, observa-se um vazio na parte superior do lingote, por efeito
de contração da massa. Mais adiante, este vazio toma a forma cônica ou piramidal com o vértice
para baixo. Finalmente, depois do lingote totalmente solidificado, o defeito é constituído por um
pequeno vazio na parte superior do lingote.
O tamanho do vazio varia de acordo com o volume do lingote. É um defeito grave porque
durante a laminação as paredes do vazio não se soldam, ficando uma trinca ou fenda,
diminuindo, portanto a resistência da peça. A detecção dos vazios é feita mediante equipamentos
ultra-sônicos.
Profundidade: aprox. 15 mm da superfície
de rolamento
Região onde ocorrem os esforços cortantes máximos
Figura 2.66 – Croqui do vazio no interior do boleto do trilho
(Alias e Valdés modificado, 1990).
Ruptura iminente
Figura 2.67 – Vazio no interior do boleto e trinca resultante deste defeito (Profillidis, 2006).
72
Vazios – eliminação durante a fabricação
Durante a fabricação, mediante procedimentos de controle de qualidade, os vazios podem ser
detectados e eliminados. Após a detecção do defeito, pode-se cortar a parte superior do lingote,
porém isso ocasionará uma significativa redução do tamanho do mesmo.
Uma segunda alternativa consiste em adaptar na parte superior do lingote um “masselote”
(espécie de expansão ou aditamento, feito com areia ou argila refratária, má condutora de calor).
Desta forma, o vazio se formará no “masselote”, não sacrificando o lingote. Esse suplemento é
então cortado, evitando o defeito no lingote.
Figura 2.68 – Eliminação dos vazios durante a fabricação (Construtor – CIMM, 2007).
Trincamento horizontal
São trincas horizontais localizadas na superfície de rolamento do trilho, devido a
descontinuidades internas durante o processo de fabricação. Podem causar depressões
localizadas na superfície de rolamento e a detecção pode ser realizada de forma visual ou
mediante equipamentos ultra-sônicos.
Figura 2.69 – Trincas horizontais (Profillidis, 2006).
Desintegração das faces laterais do boleto
Esse defeito resulta da desintegração gradual das faces do boleto do trilho, tendo origem na
fabricação deste. A falha é detectada durante os serviços de inspeção da via.
Figura 2.70 – Desintegração das faces laterais do boleto (Profillidis, 2006).
73
Desgastes
Consistem de alterações nas dimensões do trilho devido à ação das rodas dos veículos e do
entorno no qual o mesmo está instalado. Os desgastes podem ser classificados em:
Desgaste da alma e do patim por ação química;
Desgaste lateral e vertical do boleto;
Desgaste ondulatório.
Desgaste da alma e do patim por ação química
Neste caso o desgaste do aço pode ocorrer:
Nas proximidades do mar (“devido às maresias”);
Em túneis úmidos (“devido à oxidação”)
o Pode ocorrer a corrosão do conjunto do perfil, sendo mais acentuado no contato
patim-dormente e na ligação alma-boleto ou alma-patim, devido a tensões
residuais.
Em função da carga transportada (enxofre, sal, salitre, carvão com alta percentagem de
enxofre etc.).
Em vias ao ar livre, localizadas em regiões úmidas ou onde o lastro está degradado,
podem originar-se manchas de corrosão sob o patim, que geralmente degradam-se com
rapidez em fissuras.
Esse defeito pode ser tratado a partir da proteção do trilho mediante aplicação de zinco ou
alumínio ou ainda por meio de pinturas betuminosas.
Figura 2.71 – Desgaste da alma e do patim por ação química (Na figura, trinca longitudinal sob o
patim do trilho) (Profillidis, 2006).
Desgaste lateral e vertical do boleto
É o desgaste originado pela passagem dos veículos, produzindo uma redução da seção do boleto.
Ocorre principalmente nas curvas, acentuando-se nas de pequeno raio, devido ao atrito dos frisos
(flanges) das rodas. Esse desgaste cresce devido aos seguintes fatores:
o Peso dos veículos;
o Cargas dinâmicas (especialmente cargas em grandes velocidades);
o Defeitos da via e da plataforma (aumentam as cargas dinâmicas);
o Defeitos na composição química dos trilhos;
o Defeitos no perfil das rodas (existência de calos);
o Veículos (em função do tipo de suspensão e defeitos nessa suspensão ou nos eixos);
o Corrosão.
74
Desgaste lateral
É aquele produzido no trilho externo (superior) das curvas durante a passagem dos trens rápidos,
devido ao contato flange-trilho, resultante da ação da força centrífuga (insuficiência de
superelevação). Caso o desgaste seja excessivo haverá aumento da bitola, podendo ocasionar
descarrilamentos. O defeito é medido a partir da diferença entre o perfil de desgaste e a face
interna do trilho situada a 10 mm (segundo a Norma espanhola) abaixo da superfície de
rolamento.
Poyo et al. (2005) Profillidis (2006)
Figura 2.72 – Desgaste lateral do boleto.
Desgaste vertical
Esse defeito é função da velocidade máxima do trem e das cargas do tráfego. O desgaste vertical
causado pela locomotiva é 6 vezes maior que o causado pelas rodas dos vagões tracionados. O
defeito é quantificado a partir de medição sobre o eixo do trilho.
Figura 2.73 – Desgaste vertical do boleto (Poyo et al., 2005).
Desgaste ondulatório
É um defeito constituído por frações de milímetro de deformações ondulatórias do boleto do
trilho com comprimento de onda constante. Esse desgaste ondulatório pode ser classificado em:
Desgaste ondulatório curto;
Desgaste ondulatório longo.
75
Desgaste ondulatório curto
É aquele formado por uma série de sucessões de manchas brilhantes com comprimento de onda
de aproximadamente 6 cm e profundidade de até 0,3 mm. Têm-se como resultado:
Oscilação da via em alta freqüência (incluindo risco de ressonância) e geração de altas
tensões nos trilhos.
Fadiga dos dormentes de concreto que poderão trincar nas áreas de apoio dos patins.
Afrouxamento das fixações.
Desgaste acelerado de placas de fixação, fixadores e palmilhas (placas amortecedoras).
Perda de capacidade de carga prematura do lastro e sublastro.
Aumento do ruído produzido pelo trem (entre 5 e 15 dB).
Esse defeito pode ser detectado visualmente ou mediante aparelhos registradores. A falha pode
ser eliminada mediante esmerilhamento para aplainamento da superfície de rolamento.
Pita (2006) Profillidis (2006)
Figura 2.74 – Desgaste ondulatório curto.
Desgaste ondulatório longo
É aquele produzido em vias suburbanas e em linhas de metrôs e de cargas por eixo elevadas.
Apresentam-se com comprimentos de onda entre 8 e 30 cm, especialmente nos trilhos internos
de curvas com raios iguais ou inferiores a 600 m.
Figura 2.75 – Desgaste ondulatório longo (Pita, 2006).
76
Escamação da superfície de rolamento
Prévio à formação das escamas, observa-se o aparecimento de deformações irregulares na
superfície de rolamento, que podem atingir até alguns milímetros de profundidade no metal. A
seção transversal dessas escamas é extremamente variável. Esse defeito pode ser detectado
mediante inspeção visual ou por meio de aparelhos ultra-sônicos.
Escamação da face lateral-superfície de rolamento do boleto
Neste caso, inicialmente os trilhos apresentam longas e aleatórias manchas escuras na interface
superfície de rolamento-face lateral do boleto. Essas manchas são indícios de desintegração do
metal, que após um período de evolução, são caracterizados pela formação de bordos afiados na
face lateral, seguidos por trincas e por último escamação da quina do boleto. Esse defeito
usualmente ocorre nas faces laterais de trilhos externos lubrificados localizados em curvas. A
falha é percebida mediante inspeção visual.
Alias e Valdés (1990) Profillidis (2006)
Figura 2.76 – Escamação da face lateral-superfície de rolamento do boleto.
Na região de soldaduras
Trincamento horizontal e transversal em soldas elétricas flash-butt
Este tipo de solda pode ocasionar trincas transversais no perfil e trincas horizontais na alma. As
trincas transversais podem produzir defeitos internos no boleto ou defeitos localizados no patim.
As trincas horizontais se desenvolvem em formas curvas na alma do perfil. Esses defeitos podem
levar a completa ruptura do trilho. Desta forma, uma vez detectado o defeito, o trilho deve ser
urgentemente retirado da via e substituído por outro novo. Ambos trincamentos podem ser
detectados visualmente e confirmados mediante aparelhos ultra-sônicos.
Trinca no patim
Trinca no boleto
Figura 2.77 – Trincamento horizontal e transversal em soldas elétricas flash-butt
(Profillidis, 2006)
77
Trincamento horizontal e transversal em soldas aluminotérmicas e a arco voltaico
O tratamento é similar ao caso anterior.
Outros defeitos dos trilhos
Fratura dos trilhos
São originadas por defeitos internos, principalmente “fissuras”, que podem formar-se também
em virtude do envelhecimento do trilho por “fadiga” do metal.
Segregação do aço: impurezas formadas
durante a fabricação, geralmente compostas por ferro e manganês (silicatos, óxidos e sulfatos de ferro e manganês), e localizadas
principalmente no centro do lingote.À medida que a solidificação progride, as impurezas vão sendo impelidas para o centro
do lingote.
Figura 2.78 – Fissuração vertical da alma do trilho (Alias e Valdés modificado, 1990).
Autotêmpera superficial
É um fenômeno causado pela patinação das rodas das locomotivas e às vezes pelo efeito da
fricção enérgica provocada pela frenagem. A camada superficial do metal aquece (dilatação
diferencial no perfil) e depois se esfria rapidamente em contato com o ar, produzindo uma
têmpera superficial, que produz pegadas e/ou pequenas fissuras superficiais transversais, dando
um aspecto de “pele de cobra”. Essas trincas podem eventualmente propagar-se para o interior
do trilho.
Dilatação diferencial (pegada) Fissuras superficiais transversais (“pele
de cobra”)
Figura 2.79 – Autotêmpera superficial (Alias e Valdés, 1990).
Escoamento do metal na superfície do boleto
É uma deformação plástica produzida no trilho interno devido ao tráfego dos trens lentos e
pesados. Esses veículos estão sujeitos a excesso de superelevação e sobrecarregam o trilho
interno (inferior), gerando rebarbas no mesmo. Essa rebarba (Dp) deve ser inferior a 30 mm
(segundo a Norma espanhola).
78
Figura 2.80 – Escoamento do metal na superfície do boleto (Poyo et al., 2005).
Fissuras transversais
As fissuras transversais são fissuras progressivas com início na parte interna do boleto, do qual
se propaga para o exterior com uma superfície arredondada ou oval, brilhante ou escura, lisa,
substancialmente em ângulo reto ao comprimento do trilho. Essas fissuras são perigosas sendo
detectadas a simples vista apenas quando o boleto do trilho está completamente fissurado.
Portanto, a ruptura do trilho pode ocorrer sem aviso prévio, razão pela qual é indispensável um
controle não destrutivo do trilho.
Detecção dos defeitos dos trilhos
Aparelhos para detecção de fissuras transversais
Neste caso têm-se detectores eletromagnéticos (“detectores Sperry”) e detectores sonoros
(convencionais e/ou ultra-sônicos de alta resolução). Os detectores eletromagnéticos (“detectores
Sperry”) são aparelhos que emitem através do trilho, uma corrente elétrica de aproximadamente
3.000 A, em baixa voltagem, gerando um campo magnético no boleto do trilho.
No ponto onde existir um defeito interno, o eixo do campo é desviado e as linhas de fluxo se
distorcem no ponto de encontro do defeito. Uma bobina que trafega ao longo do boleto amplifica
a distorção, registrando-a num gráfico do aparelho registrador, ao mesmo tempo em que uma
pistola com tinta marca na alma do trilho a posição exata do defeito.
Por outro lado, os detectores sonoros (convencionais) são constituídos por um projetor de
quartzo o qual envia através do trilho, partindo da superfície de rolamento, um feixe sonoro
vertical, perfeitamente dirigido, de freqüência modulada. Após a reflexão na face inferior do
patim, as vibrações voltam ao cristal emissor. Este sinal é transmitido a um alto-falante, sendo a
corrente de saída aplicada simultaneamente a um miliamperímetro. Têm-se assim um controle
visual e auditivo. Toda falha existente na massa do trilho em exame modifica a distribuição das
freqüências de ressonância, e, por conseguinte, a tonalidade e intensidade do som perceptível.
Além dos detectores sonoros convencionais, têm-se os detectores com sensores ultra-sônicos de
alta resolução. Esses aparelhos permitem detectar falhas com menos de 1 mm, apontando
núcleos de hidrogênio e localizando incrustações no perfil. Por meio desses detectores é possível
a realização de leituras tridimensionais completas do perfil do trilho (Figura 2.79). Algumas
vezes, a inspeção mediante ultra-som convencional detecta uma fissura horizontal no boleto, que
seria tolerada até certa dimensão; mas escondida abaixo dessa fissura “tolerável”, pode haver um
defeito transversal que ficaria para trás, com sérios riscos para a segurança da circulação
ferroviária.
79
Funcionamento de ondas ultra-sônicas
Sem defeito: as
ondas
propagam-se
livremente
Com defeitos: as
ondas refletem,
retornando à
sonda
Figura 2.81 – Aparelhos detectores ultra-sônicos (Pita, 2006).
A modernização dos equipamentos de ultra-som permite que hoje uma ferrovia seja
inspecionada continuamente a uma velocidade de até 40 km/h. Os sinais são processados
digitalmente, armazenando grande volume de dados em um microcomputador, o que possibilita
maior autonomia ao sistema e o processamento de altíssimas resoluções de dados.
Os arquivos gerados podem ser analisados em tempo real ou posteriormente no escritório, além
de poderem ser mesclados com informações de posicionamento geográfico e bancos de dados de
trilhos para acompanhamento de desgaste e controle de qualidade.
Aparelhos para determinação do desgaste do boleto
A determinação do desgaste do boleto pode ser feita a partir da leitura digital do perfil do trilho
em campo e posteriormente a comparação deste com o perfil padrão daquele tipo de trilho
(Figura 2.82).
Figura 2.82 – Aparelhos modernos para determinação do desgaste do boleto (Esveld, 2007).
Adicionalmente dispõe-se de medidores Stanley. Esses medidores são constituídos por
instrumentos portáteis (manuais) de leitura rápida, os quais são apoiados na alma do trilho, tendo
uma ponta de leitura apoiada na lateral e outra na superfície do boleto (Figura 2.83). Duas
escalas indicam o desgaste do boleto nesses dois pontos. Utiliza-se um aparelho para cada perfil
de trilho.
80
Figura 2.83 – Medidor de desgaste Stanley TM30 (Via Permanente, 2007).
Durabilidade dos trilhos – Limites de Uso
O desgaste dos trilhos afeta a exploração ferroviária tendo em vista o custo desse material,
somado ao custo da sua substituição.
Para o desgaste vertical, são recomendados os seguintes valores limites de uso:
Desgaste vertical do boleto em linhas principais: 12 mm;
Desgaste vertical do boleto em linhas secundárias: 15 a 20 mm.
Na Europa, os desgastes máximos estão sendo definidos em função das velocidades máximas de
deslocamento dos veículos, da altura do boleto do trilho e/ou tráfego anual de cargas, conforme
apresentado nas Tabelas 2.11 e 2.12.
Tabela 2.11 – Máximo desgaste vertical permissível do boleto (altura do trilho=159 mm)
Velocidade
máxima
(km/h)
Máximo desgaste vertical
permissível do boleto
(mm)
> 160 9
120 – 160 12
80 – 120 15
< 80 18
Fonte: Profillidis (2006)
Tabela 2.12 – Máximo desgaste vertical permissível do boleto (altura do trilho=154 mm)
Categoria da linha Máximo desgaste vertical
permissível do boleto (mm)
Linhas com tráfego anual de cargas superior
a 19 milhões de toneladas ou com carga
diária superior a 25.000 toneladas ou
velocidades superiores a 140 km/h ou mais
de 120 trens por dia
12
Linhas com tráfego anual de cargas superior
a 7,5 milhões de toneladas ou com carga
diária entre 20.000 e 25.000 toneladas
20
Linhas com tráfego anual de cargas superior
a 1,75 milhões de toneladas 26
Fonte: Profillidis (2006)
Quanto ao desgaste lateral, recomenda-se:
81
“” pode atingir de 32º a 34º; sendo “” medido a partir da extremidade “A” do boleto.
A
Desgaste medido a 3 mm
acima do ponto mais baixo do perfil desgastado e
formando um ângulo de 26º
com o eixo do perfil.
Brina (1988) Profillidis (2006) – Especificação inglesa
Figura 2.84 – Desgaste lateral.
Em termos de área do boleto, limita-se o desgaste geral do mesmo a uma perda de 25% da sua
área.
Considerando-se a perda de peso dos trilhos, são admitidas perdas de 10% para trilhos até 45
kg/m e de 15% a 20% para trilhos mais pesados. Além disso, as tensões não devem superar 15
kg/mm2.
Redução do desgaste do boleto
O desgaste pode ser reduzido mediante:
Utilização de aços-liga;
Emprego de tratamento térmico do boleto durante a fabricação
o O tratamento térmico é um conjunto de operações de aquecimento ao qual se submete
o boleto do trilho, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e
velocidade de esfriamento. Desta forma, alteram-se as microestruturas dos elementos
constituintes do aço e em conseqüência suas propriedades mecânicas.
o Mediante tratamento térmico, o boleto dos trilhos pode ter aumento de resistência à
tração da ordem de 15 kg/mm2 e aumento de 40 a 60 pontos no número da dureza
Brinell.
Lubrificação da parte lateral interna do boleto mediante lubrificadores de linha,
especialmente em trechos com curvas de raio reduzido.
Figura 2.85 – Lubrificador de linha (Poyo et al., 2005).
82
Lubrificação das rodas da locomotiva, lubrificação esta que é transmitida aos trilhos,
diminuindo o desgaste destes.
Considerando-se que o desgaste entre os trilhos interno e externo em curvas é diferente, pode
utilizar-se a troca da posição destes, passando os trilhos interiores para o lado externo e vice-
versa.
2.2.4.7 Acessórios dos trilhos
Os trilhos, cujos comprimentos usuais variam entre 12 e 18 m, podem ser soldados, constituindo
trilhos longos soldados ou conectados mediante talas de junção, parafusos, porcas e arruelas.
Além da necessária continuidade da via, os trilhos também precisam ser assentados sobre os
dormentes, podendo-se realizar o assentamento com ou sem placa de apoio. Essas placas de
apoio podem ou não fazer parte dos acessórios de fixação do trilho, ou seja, aqueles elementos
que servirão de âncora na interface trilho-dormente, tanto no sentido longitudinal quanto no
transversal. A fim de reforçar o travamento no sentido longitudinal, também podem ser
utilizados os retensores de trilho. A continuação apresenta-se uma síntese de cada acessório
mencionado neste parágrafo.
Talas de Junção
Os trilhos têm comprimentos usuais de 12 ou 18 m. Trilhos de maior comprimento trariam
dificuldades não só na laminação como nos transportes dentro das usinas e destas aos postos de
embarque. As talas de junção consistem de duas peças de aço colocadas nas pontas dos trilhos,
posicionadas de um e outro lado do trilho, e apertadas por parafusos, contra a parte inferior do
boleto e contra a parte superior do patim.
As talas de junção variam quanto ao perfil utilizado, podendo ser classificadas em:
Talas de junção lisas;
Talas de junção nervuradas (fornecem maior inércia, deformação mais difícil);
Talas de junção em cantoneira (fornecem maior inércia, deformação mais difícil).
Tala de junção plana Tala de junção
nervurada
Tala de junção
em cantoneira
Figura 2.86 – Talas de junção (Mimf (2007) e Constrenge (2007)).
Quanto ao tipo de fixação das talas de junção, têm-se:
Talas de 4 furos;
83
Talas de 6 furos (oferecem uma junta mais firme e melhor ajuste nos trechos em curva).
Figura 2.87 – Tipo de fixação das talas de junção (Constrenge, 2007).
Para cada tipo de trilho, existem tabelas que informam as dimensões exigidas entre os furos,
conforme ilustra a Figura 2.88.
Figura 2.88 – Especificações das talas de junção (Constrenge, 2007).
Parafusos
Esses elementos apertam as talas de junção contra as pontas dos trilhos, com porcas, tendo
próximo a cabeça “gola” oval, que se encaixa na tala e tem por objetivo evitar que o parafuso
gire, ao ser apertado pela porca, sendo desnecessário segurá-lo. O diâmetro do parafuso varia
conforme o tipo de trilho. A Figura 2.89 apresenta um resumo das dimensões dos parafusos
normalmente utilizados em função do tipo de trilho/tipo de tala de junção.
Figura 2.89 – Dimensões dos parafusos para as diferentes talas de junção (Sanfer, 2007).
Arruelas
Essas componentes impedem que o parafuso se afrouxe com a trepidação na passagem dos trens,
sendo colocadas entre a tala e a porca do parafuso, dando maior pressão à porca. A arruela mais
usada é do tipo Grower, pois absorve as vibrações e mesmo quando se dá um ligeiro
afrouxamento da porca, mantém o aperto desejado.
84
Placas de apoio
As placas de apoio são elementos destinados a aumentar a área de apoio do trilho no dormente.
Consistem em introduzir-se uma chapa de aço entre o trilho e o dormente, ou entre o trilho e a
laje de concreto, com os furos necessários à passagem dos elementos de fixação do trilho na laje
ou no dormente. Além disso, podem ser utilizadas em conjunto com palmilhas (placas
amortecedoras).
Figura 2.90 – Modelos de placas de apoio (Brasil trilhos, 2007).
Segundo o tipo de trilho utilizado, as placas de apoio correspondentes são indicadas na Figura
2.91.
Figura 2.91 – Especificação para placas de apoio segundo o trilho utilizado.
Fixações dos trilhos
Nas ferrovias, os trilhos estão sujeitos aos seguintes esforços:
Em trechos retos
Esforços verticais exercidos pelas rodas;
Esforços longitudinais devidos a tensões térmicas;
Esforços transversais produzidos pelo movimento de laço;
Impactos devidos às irregularidades geométricas das rodas e da via.
85
Em curvas
Esforços transmitidos pelos frisos das rodas ao trilho externo devido à aceleração
centrífuga, ao atrito flange-boleto e ao movimento de galope dos truques (eixos simples,
duplos ou triplos).
Tendo em vista os esforços atuantes, os sistemas de fixação dos trilhos devem ser projetados de
forma que seus componentes sejam capazes de resistir a esses esforços e, além disso, transmiti-
los à estrutura da via.
Nos primórdios das ferrovias, construídas com dormentes de madeira, os elementos de fixação
deviam evitar o tombamento dos trilhos sob carregamento assim como restringir o deslocamento
do trilho sobre o dormente na direção transversal ao eixo da via.
Com o avanço da tecnologia, permitindo o transporte de cargas mais pesadas e a velocidades
maiores, aumentou-se a exigência de precisão na manutenção da bitola da via, e em
conseqüência, a necessidade da utilização de fixações aperfeiçoadas.
No entanto, a utilização dos trilhos longos soldados, em lugar de trilhos conectados por talas de
junção, foi à responsável pela mudança radical na concepção das fixações. Esse sistema requer
bom desempenho da fixação nos sentidos transversal e longitudinal ao eixo da via, exigindo
desta forma que o aperto da fixação sobre o patim seja mantido em todas as situações. Logo,
procura-se compensar os esforços longitudinais gerados pelas tensões térmicas do trilho longo
soldado mediante o atrito desenvolvido na interface patim-dormente.
Assim, surgiram as fixações elásticas, constituídas por um elemento que pode ser
apertado/ajustado sobre o patim do trilho. Esse dispositivo admite deformações elásticas que
seguem o contorno do trilho, conservando desta forma o ajuste ou aperto em qualquer situação.
Por outro lado, a eletrificação das linhas e o aparecimento de sistemas de sinalização cada vez
mais sofisticados requerem a utilização dos trilhos como condutores de corrente elétrica. Desta
forma, as fixações tiveram que ajustar-se a uma nova função, ou seja, isolamento elétrico na
interface trilho-dormente.
No caso dos dormentes de concreto, a condutividade é excessivamente alta, motivo pelo qual
foram pesquisadas novas fixações que empregassem materiais sintéticos isolantes do ponto de
vista elétrico e resistentes a elevados esforços mecânicos.
Ainda nos dormentes de concreto, as fixações demandaram a utilização de placas elásticas
(palmilhas ou placas amortecedoras) sob o patim a fim de evitar os impactos entre ambos
componentes, tendo em vista a excessiva rigidez do concreto, cujo módulo de elasticidade é de 3
a 5 vezes mais elevado que o da madeira empregada na fabricação de dormentes.
Função das fixações
As fixações têm funções mecânicas e elétricas. As fixações mecânicas devem:
Manter a bitola da via;
Evitar o tombamento do trilho;
Manter o ajuste/aperto vertical sobre o patim do trilho, evitando a perda de contato deste
com o dormente;
86
Impedir o deslocamento longitudinal do trilho em relação ao dormente;
Transferir cargas do trilho ao dormente;
Atenuar e amortecer as vibrações causadas pelas cargas do tráfego;
Obter um módulo de elasticidade adequado na interface trilho-dormente, especialmente
aqueles de concreto.
Do ponto de vista das funções elétricas, as fixações devem:
Proporcionar um isolamento elétrico suficiente entre ambos os lados da via, em linhas
eletrificadas ou dotadas de sistemas de sinalização que assim o solicitem.
Além das funções mecânicas e elétricas, as fixações também precisam apresentar:
Facilidade de instalação e manutenção;
Permitir deflexões elásticas e numa faixa de valores aceitáveis;
Ter resistência adequada à corrosão;
Ter custo e vida útil compatível com a do dormente;
Ser resistente ao vandalismo;
Evitar a abrasão e excesso de tensões entre componentes.
Requisitos para dispositivos de fixação
O esforço resultante na interface trilho-dormente após o aperto da fixação do trilho deve ser tal
que o atrito desenvolvido entre ambos supere a resistência ao deslizamento, na direção
longitudinal da via, do dormente sobre o lastro. Além disso, a força aplicada pelo aperto deve
manter-se com valores suficientes ao longo da vida útil da fixação. Na Espanha, recomenda-se
que a força mínima aplicada seja da ordem de 700 kg por dispositivo de fixação.
A freqüência de vibração das fixações deve ser significativamente maior que à dos trilhos, de
forma que durante a passagem dos veículos, não se perda o contato entre ambos. Além disso, o
deslocamento elástico do aperto deve ser suficiente para que a fixação mantenha uma reação
elástica ainda quando esteja submetida à máxima deformação prevista.
O aperto e afrouxamento das fixações devem permitir a utilização de equipamentos mecânicos
de alto rendimento. Adicionalmente, essas fixações devem manter suas características elásticas
mesmo depois de várias montagens e desmontagens em caso de trocas de trilhos.
O controle do aperto da fixação deve ser facilmente executável, além de permitir a execução sem
a necessidade de desmonte desta. Em caso de deterioração da fixação, a mesma deve permitir
fácil substituição.
Finalmente, as fixações devem ser simples, contendo um número reduzido de componentes, cuja
fabricação em série resulte factível e econômica.
Classificação das fixações
As fixações podem ser classificadas em diretas, indiretas e mistas. Nas fixações diretas, o
elemento de ancoragem no dormente é o mesmo que proporciona a força de aperto/ajuste no
trilho (Figuras 2.92 e 2.93).
87
Com placa
Sem placaAncoragem do
trilho Ancoragem do trilho
Placa
Ancoragem no dormente
Figura 2.92 – Fixação direta do trilho (Poyo et al. (2005) e Alias e Valdés modificado (1990)).
Almofada
Figura 2.93 – Fixação direta do trilho mediante pregos de linha (Profillidis, 2006).
No caso das fixações indiretas, o trilho é fixado a uma placa mediante um dispositivo, e essa
placa está ancorada ao dormente mediante outro dispositivo. Em dormentes de madeira, essa
placa visa aumentar a área de contato e melhorar a distribuição de cargas do trilho para o
dormente, enquanto que em dormentes de concreto, procura melhorar a inserção da fixação no
dormente e dependendo do material do qual foram construídas, diminuir vibrações, isolar
eletricamente a fixação etc.
Ancoragem do
trilho
Ancoragem do
trilho
Placa
Ancoragem na placa
Ancoragem no dormente
Ancoragem
da placa
Ancoragem
da placa
Poyo et al. (2005) Alias e Valdés modificado (1990)
Figura 2.94 – Fixação indireta do trilho.
Nas fixações mistas, o trilho está apoiado sobre uma placa e essa placa está afixada no dormente
mediante tirefões que servem de ancoragem tanto para a placa quanto para o trilho.
88
Ancoragem
da placa
Ancoragem
da placaAncoragem do
trilhoAncoragem do trilho
Placa
Ancoragem no dormente Poyo et al. (2005) Alias e Valdés modificado (1990)
Figura 2.95 – Fixação mista do trilho.
As fixações também podem ser classificadas em rígidas e elásticas, segundo admitam ou não
pequenos movimentos verticais do trilho sob deformação elástica.
Durante a passagem dos veículos a via experimenta movimentos verticais, vibrações e esforços
horizontais nas curvas. Têm-se como resultado o afrouxamento das fixações rígidas, que
provocam a perda de geometria da via (alinhamento horizontal, alinhamento vertical, alteração
da bitola, entre outros). No entanto, as fixações elásticas admitem deformações elásticas, ou seja,
apesar de que em algum momento possam produzir-se movimentos relativos entre o trilho e o
dormente, o trilho sempre está apertado, retornando desta forma, à posição original. Assim,
evita-se, por exemplo, o deslocamento longitudinal do trilho sobre os dormentes devido a
esforços térmicos na via com trilhos longos soldados.
As fixações rígidas são empregadas unicamente em dormentes de madeira ou aço, enquanto que
as fixações elásticas são utilizadas obrigatoriamente em dormentes de concreto e opcionalmente
em dormentes de madeira ou aço.
As fixações elásticas podem apresentar duas configurações:
Fixação elástica tipo parafuso; e
Fixação elástica tipo mola.
Fixação elástica tipo parafuso
Proporciona uma elevada força de ligação, fácil manutenção e substituição. No entanto, a
correta instalação é afetada pelos aparelhos localmente disponíveis.
Elementos comuns dessas fixações
o Dispositivo rosqueável (aparafusável), utilizado para aplicar uma força à mola de
aço. Esse dispositivo pode ser removido do dormente.
o Mola de aço, que pode apresentar forma de barra ou chapa.
o Palmilha (placa amortecedora) entre o trilho e o dormente para absorver as
vibrações e fornecer isolamento elétrico.
o Elementos de isolamento, de forma a isolar eletricamente o trilho de qualquer
corrente circulando no interior do dormente.
89
Dispositivo rosqueável
Chapa de aço
AlmofadaElementos de
isolamento
Figura 2.96 – Fixação elástica tipo parafuso (Profillidis modificado, 2006).
Fixação elástica tipo mola
São fixações que oferecem condições de ajustamento mais desfavoráveis, porém são
menos afetadas por problemas de instalação. Além disso, qualquer erro pode ser
facilmente localizado mediante inspeção visual.
Elementos comuns dessas fixações
o Algum tipo de ancoragem fixado no dormente, geralmente instalado no momento
da fabricação do dormente.
o Mola de aço para geração de força de amarração (tipo abraçadeira) no patim do
trilho.
o Palmilha entre o trilho e o dormente para atenuar forças e tensões e fornecer
isolamento elétrico, necessário para o sistema de sinalização.
o Isoladores ou camada de materiais isolantes que forneçam isolamento elétrico
entre o trilho e qualquer caminho percorrido pela corrente na direção ou no
interior do dormente.
ancoragem
Mola de aço Almofada Isoladores
Figura 2.97 – Fixação elástica tipo mola (Profillidis modificado, 2006).
Forças e tensões em fixações rígidas e elásticas
A diferença entre ambos os tipos de fixação torna-se mais evidente a partir de diagramas força
de tração VS tempo, indicado na Figura 2.98.
90
Fixação rígida Fixação elástica
Fo
rça d
e t
raçã
o n
a
fixa
ção
Figura 2.98 – Força de tração em fixações rígidas e em fixações elásticas
(Profillidis modificado, 2006).
Do ponto de vista das forças de ligação, estas variam segundo o sistema de fixação utilizado. A
maioria desses sistemas oferece forças de ligação variando entre 750 – 1.250 kg para dilatações
entre 5 – 15 mm.
As fixações tipo mola apresentam maior dilatação que comparado às fixações tipo parafuso para
uma mesma força aplicada. No entanto, a mola deve ter uma capacidade de carga bem superior
àquela utilizada em sua faixa de operação, pois isso aumenta a expectativa de vida útil da
fixação.
As forças de ligação na fixação são calculadas em relação ao perfil do trilho, velocidade máxima
permitida, peso do veículo, rigidez da via, raios de curvatura, temperaturas da região, entre
outros.
Força de ligação na fixação (kg) Força de ligação na fixação (kg)
Típica
faixa de
projeto
Fixação tipo parafuso Fixação tipo mola
Figura 2.99 – Diagramas força-estiramento (Profillidis modificado, 2006).
Considerando-se apenas as dilatações das fixações elásticas, ter-se-ia:
Forças de ligação nas fixações elásticas
As ancoragens dessas fixações exigem especial cuidado. Em fixações elásticas com
parafusos, a ancoragem é feita de nylon ou polipropileno plástico. Para fixações elásticas
com molas, as ancoragens são fabricadas com ferro fundido ou aço forjado.
Adicionalmente, as ancoragens devem ser projetadas para transmitir com segurança tanto
forças verticais quanto forças laterais aos dormentes de concreto.
91
Em vias que utilizem sinalização mediante circuitos na própria via, devem ser utilizados
isoladores que sejam resistentes ao desgaste, à degradação por luz ultravioleta e a ataques
provenientes de produtos químicos.
Palmilhas nas fixações elásticas
São utilizadas entre o trilho e o dormente, ou entre o trilho e a laje de concreto. Quando
for utilizada placa de apoio (seja em via com lastro ou em via sem lastro), as palmilhas
são colocadas entre a placa de apoio e o dormente ou entre a placa de apoio e a laje de
concreto.
Dimensões, materiais e projeto de palmilhas
A espessura da palmilha, que usualmente varia entre 5 e 10 mm, é escolhida para
instalações específicas e depende dos seguintes fatores:
o Largura do patim;
o Tipo de fixação elástica utilizada;
o Dimensões do dormente e da placa de apoio (se houver);
o Tipo de tráfego (por exemplo, tráfego pesado em baixa velocidade ou tráfego de
passageiros em alta velocidade).
As palmilhas, usualmente ranhuradas para aumentar a flexibilidade e a aderência, têm
sido confeccionadas mediante três tipos de materiais:
o Borracha (natural e sintética);
o Plástico; e
o Mistura de borracha e cortiça.
Funções das palmilhas
Distribuição de carga
A palmilha deve distribuir o carregamento entre o patim e o dormente de forma a
acomodar as irregularidades entre ambos componentes.
Atenuar vibrações
Resiliência
A palmilha deve ser projetada para fornecer uma deflexão compatível com o sistema de
fixação elástico empregado, ou seja, a fixação deve ser capaz de fornecer a qualquer
tempo resistência às forças longitudinais e laterais dos trilhos.
Resistência ao arrastamento
A palmilha, junto ao sistema de fixação, deve fornecer adequada resistência à torsão e ao
arrastamento, que não devem mudar significativamente com o passar do tempo ou
tonelagem transportada.
Isolamento elétrico
Durabilidade
A palmilha deve ter uma vida útil no mínimo igual à do trilho. O ideal é a instalação da
palmilha durante a substituição do trilho. Além disso, as palmilhas devem ser resistentes
92
à contaminação por sujeira, óleo e produtos químicos, e ser capaz de trabalhar em iguais
condições a despeito da temperatura ambiente e das condições climáticas.
Resumo dos principais modelos de fixação
Fixações rígidas diretas
o Em madeira
Pregos de linha;
Tirefões.
Fixações elásticas diretas
o Em madeira
Fixação Nabla;
Fixação Vossloh SKL-12;
Clip elástico D.E.
o Em concreto
Fixação RN;
Fixação P2;
Fixação Nabla;
Fixação Pandrol;
Fixação Vossloh HM.
Fixações elásticas indiretas
o Em madeira
Fixação Pandrol;
Fixação Vossloh SKL-12.
o Em concreto
Fixação Pandrol;
Fixação Vossloh SKL-12;
Fixação K (ou GEO).
A seguir são detalhados os tipos de dispositivos empregados em cada tipo de fixação.
Fixações rígidas diretas – Pregos de linha
Os pregos de linha são pregos de seção retangular (Figura 2.100), terminados em cunha e
cravados a golpes de marreta ou mediante dispositivos mecânicos, em furo previamente
preparado, cujo diâmetro deve ser ligeiramente menor que o diâmetro do círculo circunscrito à
seção do prego, para dar a necessária pressão ao dormente. A cabeça do prego de linha apresenta
uma saliência que se apóia no patim do trilho e tem na parte inferior a mesma inclinação deste.
No sentido perpendicular a saliência, o prego dispõe de duas orelhas para permitir seu
arrancamento mediante alavanca.
93
Prego cabeça de cachorro Prego asa
Figura 2.100 – Pregos de linha (Sanfer, 2007).
Durante a passagem do material rodante, o trilho comprime o dormente e parte da deformação
resultante é plástica, gerando então uma brecha entre a cabeça do prego e o patim do trilho. Com
o passar do tempo, as sucessivas passagens dos veículos aumentam a brecha, provocando uma
gradual falta de aperto da fixação, que afeta a segurança e pode ser a origem de um
descarrilamento. Além da deformação plástica mencionada, as vibrações em alta freqüência
causadas pelo tráfego do material rodante também contribuem para o alargamento das brechas e
falta de aperto na interface trilho-dormente.
Os pregos de linha são o tipo de fixação menos eficiente, pois funcionando como cunhas na
madeira criam a tendência de rachar o dormente. Esses pregos podem ser fixados com ou sem
placa de apoio do trilho e oferecem pouca resistência ao arrancamento (aproximadamente 2.200
kg).
Fixações rígidas diretas – Tirefões
Os tirefões são semelhantes a parafusos de “rosca-soberba”, em cuja cabeça se pode adaptar uma
chave especial ou o cabeçote da máquina “tirefonadeira”, por meio da qual se aparafusa o tirefão
na madeira, no furo previamente preparado.
Sanfer (2007) Poyo et al. (2005)
Figura 2.101 – Modelos de tirefões e seção transversal da fixação.
A cabeça do tirefão tem base alargada, em forma de aba de chapéu, que na face inferior tem a
mesma inclinação do patim do trilho. É um tipo de fixação superior ao prego, pois sendo
aparafusado, fica mais solidário com a madeira do dormente, sacrificando menos as fibras desta
94
e oferecendo uma resistência ao arrancamento consideravelmente superior (aproximadamente
7.000 kg).
O furo do dormente fica hermeticamente fechado pelo tirefão, impedindo a entrada d’água, o que
nem sempre acontece com o prego. Os pregos e tirefões são fixados de forma “cruzada”, ou seja,
fixando-se os elementos deslocados do centro do dormente, em posições desencontradas (interna
e externamente no mesmo trilho) a fim de permitir nova fixação em posição simétrica, quando a
primeira afrouxar.
Desvantagens dos tirefões
o Devido ao caráter rígido da fixação, o mesmo não acompanha os deslocamentos
verticais do trilho durante a passagem do material rodante. Isto impede sua utilização
em vias construídas com trilho longo soldado, pois sua presença ocasionaria
constantes impactos na interface trilho-cabeça do tirefão. Então se teria o
afrouxamento da fixação, a deterioração do furo e finalmente a flambagem dos trilhos
devido à falta de compensação dos esforços térmicos originados pelo atrito trilho-
tirefão.
o Face às deficiências apresentadas, a fixação mediante tirefões restringe-se a vias com
juntas. No entanto, o tirefão pode ser utilizado como elemento de ancoragem
formando parte de diversos sistemas de fixação elástica direta ou indireta.
Fixações rígidas diretas – Recomendações para fixação em campo
Trechos em tangente
Tirefond ou prego
Dormente
Trilho
Fixação correta Fixação incorreta
Figura 2.102 – Recomendações para execução de fixações diretas em tangentes
(USACE modificado (1991)).
Trechos em curvas
95
Tirefond ou
prego extra
Tirefond
ou prego habitual
Placas de apoio de 4 furos Placas de apoio de 8 furos Figura 2.103 – Recomendações para execução de fixações diretas em curvas
(USACE modificado (1991)).
Figura 2.104 – Tipos de tirefões utilizados na Espanha (Alias e Valdés, 1990).
Figura 2.105 – Tipos de tirefões utilizados na Espanha (Alias e Valdés, 1990).
Fixações elásticas – fixação RN
Esta fixação foi desenvolvida para utilização com dormentes bi-blocos (dormentes RS). O
elemento mais importante desta fixação é o clip elástico fabricado com aço doce, que permite o
96
ajuste ou aperto da mesma. A força de aperto é exercida pelo bordo do clip sobre o patim. O clip
permite deslocamentos elásticos de 4,1 mm, porém após o aperto da fixação, têm-se apenas 1,6
mm de deslocamento efetivo.
Arruela
Segmento de
borracha
Parafuso
Arruela
isolante
Grampo de
aço doce
Almof
ada
Trilho
Figura 2.106 – Fixação RN (Brina (1988) e Poyo et al. modificado (2005)).
A força aplicada para apertar o clip é da ordem de 1.100 kg. No entanto, o processo de aperto é
delicado, pois o clip tem apenas uma posição de apoio correto sobre o patim. Desta forma, em
caso de excesso de aperto, o aço trabalhará na região plástica e a força de aperto efetiva será
reduzida consideravelmente. Caso contrário, o parafuso com deficiência de aperto também
apresentará diminuição da força efetiva disponível.
2º contato 1º contato
Aperto insuficiente
Aperto excessivo Aperto correto
Figura 2.107 – Fixação RN (Alias e Valdés, 1990).
Desvantagens da fixação RN
o Esta fixação apresenta como inconvenientes problemas de manutenção da bitola da via e
isolamento elétrico do trilho. Na primeira situação, os esforços transversais são em
princípio compensados pelo atrito do trilho com a placa de apoio. No entanto, quando
esse atrito torna-se insuficiente para absorver os esforços, seja por defeito do aperto ou
pela magnitude deste superior ao normal, têm-se como resultado o deslocamento do
Clip de
aço
doce
97
patim, que transmitirá os esforços ao bordo inferior do clip, que por sua vez o transmitirá
a um segmento isolante de borracha. A resistência desse elemento é reduzida e diminui
com o tempo devido ao envelhecimento do material, atacado pelas intempéries. Desta
forma, surgem com freqüência rupturas superiores a 10 mm nesse segmento.
o Por outro lado, o isolamento elétrico exigido do segmento e da arruela isolantes é
insuficiente em presença de umidade, podendo interferir nos sistemas de sinalização.
Adicionalmente tem-se na placa de apoio uma palmilha de borracha de 4,5 mm de
espessura, destinada a amortecer os esforços verticais. Essa palmilha apresenta boa
elasticidade quando nova, porém sofre um processo de envelhecimento relativamente
rápido, perdendo parte de suas propriedades elásticas.
Esta fixação pode ser utilizada em vias com trilhos longos soldados, tendo-se os devidos
cuidados para instalação e aperto, além de periódica inspeção do estado destas em serviço.
Fixações elásticas – fixação P2
Esta fixação surgiu na Espanha entre 1978 e 1980 como alternativa à fixação RN. Os principais
elementos desta fixação são os clips isolantes interior e exterior, de poliamida reforçada com
fibra de vidro. Desta forma, obteve-se um bom isolamento elétrico do trilho. Além disso, o clip
exterior contribui para transmitir os esforços transversais do patim aos entalhes do dormente,
tendo desta forma um clip mais robusto que o RN, que se limita a transmissão de esforços
verticais.
O aperto vertical é obtido pela flexão das lâminas elásticas de aço, inicialmente planas, mas que
submetidas a uma força vertical (aperto da porca), deformam-se elasticamente até entrar em
contato com a superfície superior dos grampos isolantes (côncavos – raio de curvatura de 420
mm). Logo, essas lâminas transmitem ao patim uma força de 850 kg.
Parafuso
Lâmina elástica
Almofada
Lâmina elástica
Parafuso
Isolamento externoIsolamento externo
Figura 2.108 – Fixação P2 (Alias e Valdés modificado, 1990).
Esta fixação apresenta como vantagem a possibilidade de substituir os componentes da fixação
RN, sem necessidade de alterações na geometria dos dormentes RS. Além disso, os resultados
obtidos em campo têm sido satisfatórios em relação à manutenção da bitola e ao isolamento
elétrico da via.
Fixações elásticas – fixação NABLA
98
Esta fixação foi desenvolvida na França para substituir a fixação RN. Diferentemente da fixação
P2, devido a sua configuração geométrica, a fixação NABLA não pode ser instalada em antigos
dormentes RS. A fixação NABLA consiste de dois clips isolantes de poliamida, que
proporcionam isolamento e transmissão de esforços, além de duas lâminas elásticas de aço que
fornecem a força elástica vertical no aperto da porca. As lâminas de aço apresentam dupla
curvatura e planta trapezoidal, o que permite uma grande elasticidade à peça, além de
diminuição dos esforços que devem ser suportados pelos clips.
O aperto nominal de uma fixação NABLA é da ordem de 1.100 kg. A placa de apoio do trilho
também é constituída por palmilha de borracha de 9 mm para obter-se melhor amortecimento
das vibrações, especialmente em altas velocidades.
Esveld (2001) Mitsui (2007) Alias e Valdés (1990)
Figura 2.109 – Fixação NABLA.
Detalhes da
montagem
Fixação NABLA
Figura 2.110 – Fixação NABLA (Poyo et al. modificado, 2005).
Tirefão
99
Material isolante
Botão de apoio
Tirefond
Bainha
Grampo elásticoTrilhoPlaca de
apoio
Figura 2.111 – Detalhes da montagem da fixação NABLA (Pita modificado, 2006).
Fixações elásticas – fixação PANDROL
Esta fixação surgiu em 1959, tendo como inventor o engenheiro noruego Per Pande Rolfson.
Apesar da origem norueguesa, a fixação foi comercializada pelos ingleses. A principal
característica dessa fixação é a ausência de elementos aparafusados, o que diminui
significativamente a exigência de manutenção da fixação. Além disso, pode ser utilizada em
dormentes de concreto, aço e madeira, e inclusive em vias em laje. No entanto, tem como
inconveniente a falta de controle da força de aperto, tanto no momento da instalação quanto ao
longo da vida em serviço.
O elemento principal desta fixação é um clip fabricado a partir de barras de aço (temperado e
revenido) de elevado limite elástico. Existem dois tipos de clip, o “PR” e o “E”, fabricados com
diferentes diâmetros de barra. O aperto fornecido pela fixação é função do diâmetro da barra.
O aperto da fixação é obtido mediante deformação do clip imposta no contato com o patim, em
forma de elemento de ancoragem. Desta forma, a fixação é apertada desde o momento em que o
clip foi instalado no respectivo alojamento, eliminando-se então a necessidade de
aparafusamento. A operação de instalação dessas fixações pode ser feita de forma mecanizada.
Clip elástico
100
Elemento
isolante
Isolador
de nylon
Fixação PANDROL
Figura 2.112 – Fixação Pandrol (Alias e Valdés modificado, 1990).
Brina (1988) Molaço (2007)
Figura 2.113 – Detalhes da fixação Pandrol em campo.
As principais vantagens desta fixação são sua simplicidade de montagem e reduzida necessidade
de manutenção. No entanto, têm como desvantagens o alto custo e a perda do aperto por
relaxamento do aço do clip com o passar do tempo.
Fixações elásticas – fixação VOSSLOH HM
Esta fixação foi desenvolvida na Alemanha na década de 60. VOSSLOH era a empresa
fabricante e HM o engenheiro autor do design. Neste caso a fixação do trilho deve-se ao trabalho
de flexão ou torsão do clip. Esta fixação pode ser utilizada tanto em dormentes de concreto
quanto em dormentes de madeira. Porém deve-se distinguir:
o A fixação direta SKL 1, utilizável apenas em dormentes de concreto.
o A fixação indireta (com placa nervurada de aço) SKL 12, passível de uso em ambos os
tipos de dormentes.
101
O elemento principal desta fixação é o clip elástico projetado em forma de épsilon. A contenção
ou travamento lateral do trilho é obtido nas fixações diretas mediante uma peça denominada
“placa guia curvada”, que também proporciona apoio e posicionamento do clip.
Diferentemente da fixação Pandrol, as fixações Vossloh dispõem de porcas ou tirefões que
precisam ser apertados para obter-se a tensão adequada no grampo. Quando necessário, o
reajuste de tensão é relativamente simples na fixação Vossloh, enquanto que na Pandrol um
reajuste é praticamente impossível.
Ancoragem
Lâmina de
isolamento
Parafuso
Clip
Placa
curvada
Poyo et al. Modificado (2005) Alias e Valdés (1990)
Figura 2.114 – Fixação Vossloh HM.
Figura 2.115 – Fixação Vossloh HM (Alias e Valdés, 1990).
A placa curvada é fabricada em poliamida reforçada com fibra de vidro ou aço, sendo o custo da
primeira versão ligeiramente superior, porém proporcionando um isolamento elétrico perfeito,
contribuindo aos modernos sistemas de sinalização de alta freqüência.
Nas fixações diretas, o aperto da fixação é obtido mediante aparafusamento do tirefão em um
elemento de ancoragem de material sintético (polietileno de alto peso molecular) embutido no
dormente. Já nas fixações indiretas, utiliza-se uma porca para aparafusamento em uma haste
disposta na placa de apoio nervurada. A força de aperto desta fixação é da ordem de 1.100 kg.
102
Esta fixação tem demonstrado excelentes características quanto à manutenção da bitola,
isolamento elétrico e aperto, permitindo sua utilização em linhas de alta velocidade e/ou
elevadas cargas por eixo.
Fixações elásticas – com trilho flutuante
Neste caso, o trilho é suportado pela parte superior da alma e pela parte inferior do boleto
mediante blocos de material elástico. O patim não tem contato com a placa de apoio nem com os
dormentes.
Figura 2.116 – Fixação Vanguard (Railway Technology, 2008).
Fixações elásticas – fixações tipo K ou GEO
Essas fixações consistem de uma placa de aço fixada ao dormente por meio de tirefões e
composta de nervuras, nas quais se encaixam as cabeças dos parafusos, que apertam uma
castanha contra o patim do trilho. Entre a castanha e a porca dos parafusos são colocadas uma ou
mais arruelas, o que torna a fixação elástica.
Figura 2.117 – Fixação K ou GEO (Brina, 1988).
Fixações elásticas – Grampo elástico simples (Elastic Rail Spike)
Neste caso a fixação consiste de um grampo fabricado com aço de mola, tendo uma haste que
penetra na madeira, de seção quadrada e a parte superior formando uma mola que fixa o patim
do trilho, tensionando-o, após os últimos golpes do malho.
103
Figura 2.118 – Grampo elástico simples (Brina, 1988).
Fixações elásticas – Grampo elástico duplo
Neste caso a fixação possui duas hastes cravadas no dormente ou encaixadas na placa de apoio,
conforme ilustra a Figura 2.119. Na Holanda desenvolveu-se uma variante desse grampo,
denominando-se Fixação DE (Deenik, Eisses), apresentada na Figura 2.120.
Figura 2.119 – Grampo elástico duplo (Brina, 1988).
Molaço (2007)
Figura 2.120 – Grampo elástico duplo, mais conhecido como Fixação DE (Deenik, Eisses).
Retensores de trilho
Esses dispositivos impedem o deslocamento dos trilhos no sentido longitudinal e transferem aos
dormentes os esforços longitudinais que tendem a deslocar o trilho. O retensor, preso ao patim
por pressão, fica encostado à face vertical do dormente, transmitindo a este os esforços
longitudinais. Estando o dormente engastado no lastro, sua movimentação fica então impedida.
104
Tala de junção
com 6 furos
Retensores
Pregos ou
tirefonds
adicionais em
curvas
Furos adicionais
nas placas de apoio para futura utilização
Figura 2.121 – Retensores de trilhos (Armstrong modificado, 2005).
As fixações elásticas praticamente impedem o deslocamento longitudinal dos trilhos na
passagem dos trens e nesse caso o retensor apenas complementa o retensionamento da fixação.
Os retensores são indispensáveis em fixações rígidas e devem apresentar as seguintes
características:
Ter poder de retensão superior à resistência ao deslocamento do dormente no lastro.
Ter eficiência em aplicações sucessivas, ou seja, permitir várias reaplicações sem perder
o poder de retensão.
Deve ser constituído de uma única peça.
Deve ser de fácil aplicação.
Os retensores podem ser encontrados com as seguintes formas:
Retensor FAIR
É o modelo mais eficiente, colocado sob pressão no patim do trilho. A parte que fica
abaixo do patim e adjacente ao mesmo é reta, mas a seção transversal da peça forma um
T.
Pregos ou
tirefões
adicionais
em curvas
105
Figura 2.122 – Retensor FAIR (Brina, 1988).
Retensor FAIR V
Tem seção quadrada e a parte que fica abaixo do patim do trilho se assemelha a um V.
Figura 2.123 – Retensor FAIR V (Royaltrack, 2007).
106
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Poyo, F. J. C. et al. (2005). Diseño y caracteristicas de la via ferroviaria. Grupo Editorial
Universitário. 1a edição.
Profillidis, V. A. (2006). Railway Management and Engineering. Ashgate Publishing Company.
3a edição.
Railway Technology (2008). Sítio Web visitado em 20 de Setembro de 2008. In:
http://www.railway-technology.com/contractors/rail/pandrol/
Royaltrack (2007). Sítio web visitado em 10 de Agosto de 2007.
In: http: //www.royaltrack.com
Sanfer (2007). Sítio web visitado em 10 de Agosto de 2007. In: http://www.sanfer.com.br
Serrarias Mohr (2007). Sítio web visitado em 24 de Setembro de 2007.
In: http://www.mohr.com.br
United States Army Corps of Engineers – USACE (1991). Railroad Track Standards. Publication
Number: Army TM 5-628. Sítio web visitado em 24 de Março de 2007.
In: http://www.usace.army.mil/publications/armytm/tm5-628/
Via permanente (2007). Sítio web visitado em 15 de Agosto de 2007.
In: http: //www.viapermanente.com.br
Walter Beton GmbH (2007). Walter Beton Concrete Sleepers Germany. Sítio web visitado em
15 de Agosto de 2007. In: http: // www.walter-beton.com
108
APÊNDICES
DO CAPÍTULO 2
109
Tabela 1 – Propriedades físicas e mecânicas de algumas madeiras brasileiras de 1ª classe passíveis de utilização em dormentes Nome comum e
procedência
Densidade
(g/cm3)
Flexão Estática Compressão Tração Fendilhamento Cisalhamento Dureza Janka
Limite de
resistência
ou Módulo
de Ruptura
(kgf/cm2)
Módulo de
Elasticidade
(1.000kgf/cm2)
Paralelas às
Fibras
Perpendicular
às Fibras Perpendicular
às Fibras
(kgf/cm2)
Resistência à
Ruptura
(kgf/cm2)
Resistência à
Ruptura
(kgf/cm2)
Paralelas
às Fibras
(kgf)
Transversal
às Fibras
(kgf) Resistência à
Ruptura
(kgf/cm2)
Resistência no
Limite
Proporcional
(kgf/cm2)
Amoreira
(Tucumã-PA)
Seca 0,8 1565 129 878 228 54 70 159 1164 1082
Verde 1,22 899 113 531 151 52 63 110 716 779
Básica 0,73
Angico
(Santarém-PA)
Seca 1183 137 700 117 38 ------ 134 736 757
Verde 1,12 1005 109 512 92 49 ------ 119 696 730
Básica 0,68
Aroeira (Curuá-Una-PA)
Seca 0,83 1333 163 715 100 47 71 171 841 790
Verde 1,14 906 138 490 77 70 113 583 685
Básica 0,73
Ipê (Belém-PA)
Seca 0,99 1726 131 869 253 39 ------ 137 1480 1406
Verde 1467 121 737 195 64 ------ 135 1352 1316
Básica 0,89
Sucupira
(Belém-PA)
Seca 0,88 1570 138 885 163 43 ------ 128 1301 1153
Verde 1159 114 566 135 59 ------ 119 971 970
Básica 0,77
Sucupira (Curuá-Una-PA)
Seca 0,99 1857 183 941 162 42 67 194 1514 1550
Verde 1,22 1369 164 746 101 64 78 149 1203 1266
Básica 0,85
Sucupira (Floresta Nacional
do Jamari-RO)
Seca 0,87 1463 167 961 127 60 74 166 1006 846
Verde 1,19 1135 168 568 102 35 76 132 794 782
Básica 0,74
Fonte: Ibama (2008)
110
Tabela 2 – Propriedades físicas e mecânicas de algumas madeiras brasileiras de 2ª classe passíveis de utilização em dormentes Nome comum e
procedência
Densidade
(g/cm3)
Flexão Estática Compressão Tração Fendilhamento Cisalhamento Dureza Janka
Limite de
resistência
ou Módulo
de Ruptura
(kgf/cm2)
Módulo de
Elasticidade
(1.000kgf/cm2)
Paralelas às
Fibras
Perpendicular
às Fibras Perpendicular
às Fibras
(kgf/cm2)
Resistência à
Ruptura
(kgf/cm2)
Resistência à
Ruptura
(kgf/cm2)
Paralelas
às Fibras
(kgf)
Transversal
às Fibras
(kgf) Resistência à
Ruptura
(kgf/cm2)
Resistência no
Limite
Proporcional
(kgf/cm2)
Amarelinho
(Pau amarelo)
(Belém-PA)
Seca 0,77 1176 130 711 136 45 ------ 108 1092 846
Verde 949 94 418 96 62 ------ 118 742 665
Básica 0,68
Amarelinho
(Pau amarelo) (Buriticupu-MA)
Seca 0,8 1294 140 708 122 42 58 181 1268 1121
Verde 1,2 998 124 472 98 46 59 126 780 800
Básica 0,69
Angelim
(Flona de
Caxiuanã-PA)
Seca 0,7 1141 121 574 114 48 56 133 830 645
Verde 1,2 822 108 388 55 44 65 101 527 494
Básica 0,6
Angelim-
Vermelho (Curuá-Una-PA)
Seca 0,97 1600 173 873 151 39 67 180 1460 1381
Verde 1,26 1220 153 615 105 53 75 134 1019 1108
Básica 0,83
Angelim-pedra (Curuá-Una-PA)
Seca 0,74 1208 135 611 107 39 55 140 806 747
Verde 1,19 931 128 441 68 41 57 112 620 638
Básica 0,65
Cupiúba
(Perobinha) (Curuá-Una-PA)
Seca 0,82 1340 149 689 42 56 148 148 1019
Verde 1,13 916 117 485 66 73 125 94 778
Básica 0,71
Jacareúba
(Belém-PA)
Seca 0,62 894 87 543 97 46 ------ 108 802 578
Verde 559 69 285 55 44 ------ 73 455 364
Básica 0,54
111
Jatobá (Curuá-Una-PA)
Seca 0,85 1399 159 773 141 68 76 194 1253 1116
Verde 1,24 1093 146 559 101 69 88 148 902 965
Básica 0,76
Louro
(Canela-preta) (Curuá-Una-PA)
Seca 0,71 1221 143 647 99 534 536 49 71 126
Verde 1,04 849 128 440 68 482 514 50 61 104
Básica 0,63
Louro-faia
(Carvalho-do-
brasil) (Curuá-Una-PA)
Seca 0,93 1614 173 846 112 63 87 157 976 984
Verde 1,24 994 148 497 87 61 79 109 805 839
Básica 0,77
Muiracatiara-
rajada
(Guarabu-do-
campo) (Curuá-Una-PA)
Seca 0,9 1391 153 840 141 55 63 171 891 978
Verde 1,19 1042 132 523 99 53 75 137 801 906
Básica 0,79
Muirajuçara
(Peroba) (Floresta Nacional
do Jamari-RO)
Seca 0,73 1390 141 664 123 33 50 151 1078 840
Verde 1,11 986 136 522 92 37 ------ 122 729 611
Básica 0,65
Fonte: Ibama (2008)
112
TRILHOS AMERICANOS
Figura 1 – Trilho Americano segundo norma ASTM A759/85 (Brasil trilhos, 2008).
Tabela 3 – Trilho Americano segundo a norma ASTM A759/85
Perfil
Americano
ASTM A759/85
Peso Boleto/
Hongo (A)
Altura (H) Patim/Base (B) Alma (S)
kg/m lb/yd mm pol. mm pol. mm pol. mm pol.
CR 104 51.59 104.0 63.5 2 1/2
127.0 5 127.0 5 25.40 1
CR 105 (TR 52) 52.09 105.0 65.9 2 9/6
131.76 5 3/16
131.76 5 3/16
23.81 1 5/16
CR 135 66.97 135.0 87.31 3 7/16
146.05 5 3/4
131.76 5 3/16
31.75 1 1/4
CR 171 84.83 171.0 109.22 4.30 152.40 6 152.40 6 31.75 1 1/4
CR 175 (TR87) 86.80 175.0 107.95 4 1/4
152.40 6 152.40 6 38.10 1 1/2
http://www.brasiltrilhos.com.br/prod_trilhos_eu.php
TRILHOS EUROPEUS
Figura 2 – Trilho europeu (Brasil trilhos, 2008).
Tabela 4 – Trilho Europeu segundo a norma DIN 536/1991
Perfil
Europeu
DIN
536/1991
Peso Boleto/
Hongo (A)
Altura (H) Patim/Base (B) Alma (S)
kg/m lb/yd mm pol. mm pol. mm pol. mm pol.
A 45 22.10 44.55 45.00 1.77 55.00 2.17 125.0 4.92 24.00 0.94
A 55 31.80 64.11 55.00 2.17 65.00 2.56 150.0 5.91 31.00 1.22
A 65 43.10 86.88 65.00 2.56 75.00 2.95 175.0 6.89 38.00 1.50
A 75 56.20 113.29 75.00 2.95 85.00 3.35 200.0 7.87 45.00 1.77
A 100 74.30 149.78 100.0 3.94 95.00 3.74 200.0 7.87 60.00 2.36
A 120 100.0 201.59 120.0 4.72 105.0 4.13 220.0 8.66 72.00 2.83
A 150 150.30 302.99 150.0 5.91 150.0 5.91 220.0 8.66 80.00 3.15
http://www.brasiltrilhos.com.br/prod_trilhos_eu.php
113
Tabela 5 – Características geométricas de perfis de trilhos
Fonte: Profillidis (2006)
114
Tabela 6 – Características geométricas de perfis de trilhos
Fonte: Profillidis (2006)
115
Tabela 7 – Características geométricas de perfis de trilhos Vignole empregados no Brasil
Fonte: Brina (1988)