CURSO DE ESPECIALIZAO EM TRANSPORTE FERROVIRIO DE CARGAS

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

ACADEMIA MRS

ARMANDO SISDELLI

ESTUDO DE DESGASTES DE RODAS E SUAS CONSEQUNCIAS NO MATERIAL RODANTE E NA VIA PERMANENTE

Rio de Janeiro 2006

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ESTUDO DE DESGASTES DE RODAS E SUAS CONSEQUNCIAS NO MATERIAL RODANTE E NA VIA PERMANENTE

Monografia apresentada ao Curso de Especializao em Transporte Ferrovirio de Carga, como requisito parcial para obteno de certificado de concluso de curso.

Autor: Armando Sisdelli

Orientador: Hostilio Xavier Ratton Neto

Tutor: Walter Vidon Jr.

Rio de Janeiro 2006

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AGRADECIMENTOS

MRS e ao IME, que fizeram todo o esforo para que este curso fosse possvel.

Aos professores, coordenadores, orientadores e tutores, pela pacincia e ensinamentos.

Aos colegas, por todas estas semanas que passamos juntos.

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SUMRIO

1 INTRODUO ......................................................................................... 12 1.1 CONSIDERAES GERAIS ................................................................... 12 1.2 JUSTIFICATIVA ....................................................................................... 14 1.3 OBJETIVO ................................... ............................................................. 15 1.4 ORGANIZAO ....................................................................................... 15

2 RODA FERROVIRIA, APLICAO E MECANISMOS DE DESGASTE ........................................................................................ 16 2.1 APLICAO DAS RODAS FERROVIRIAS ........................................... 16 2.2 MECANISMOS DE DESGASTE DAS RODAS FERROVIRIAS ............. 20

3 PERFIS MODIFICADOS DE RODAS ....................................................... 23 3.1 CONTATO RODA-TRILHO ....................................................................... 23 3.2 OS PERFIS NAS FERROVIAS CANADENSES ....................................... 24 3.3 OS PERFIS NAS FERROVIAS DOS ESTADOS UNIDOS ....................... 28 3.4 OS PERFIS NA MRS ................................................................................ 31 3.4.1 ESTUDO DA INTERFACE RODA-TRILHO .............................................. 33 3.4.2 NOVO PERFIL DE RODA PARA A MRS ................................................. 35

4 PROCESSOS DE MANUTENO DE RODAS E TRILHOS NA MRS ... 39 4.1 MANUTENO DE RODAS ..................................................................... 39 4.2 MANUTENO DE TRILHOS .................................................................. 43

5 ENSAIOS DE CAMPO .............................................................................. 45 5.1 PROCEDIMENTO ..................................................................................... 45 5.1.1 DETERMINAO DO TAMANHO DA AMOSTRA ................................... 46 5.1.2 PREPARAO DAS RODAS ................................................................... 48 5.1.3 MONTAGEM DOS RODEIROS E MEDIO INICIAL ............................. 49 5.1.4 MONTAGEM DOS RODEIROS NOS VAGES ....................................... 51

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5.1.5 ACOMPANHAMENTO DOS TESTES ....................................................... 53

5.2 ANLISE DOS RESULTADOS ................................................................ 54

6 CONSIDERAES FINAIS ...................................................................... 55 6.1 CONCLUSES ......................................................................................... 55 6.2 RECOMENDAES ................................................................................. 56

7 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................... 57

8 ANEXO A .................................................................................................. 59

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Truque ferrovirio para vages ............................................................ 16 Figura 2 - Rodeiro Ferrovirio .............................................................................. 17 Figura 3 - Seo transversal da roda ferroviria .................................................. 18 Figura 4 - Limites da bitola de eixamento para vages da MRS .......................... 19 Figura 5 - Limites de condenao do friso e do aro da roda ................................ 19 Figura 6 - Comparao entre os perfis QCM-Heumann e AAR1B-NF ................. 26 Figura 7 - Comparao entre os perfis NRC-ASW e AAR1B-WF ........................ 27 Figura 8 - Comparao entre os perfis QCM-Heumann e NRC-ASW ................. 27 Figura 9 - Perfil AAR 1:20 Friso Estreito .............................................................. 28 Figura 10 - Perfil AAR 1:20 Friso Largo ................................................................. 28 Figura 11 - Perfil AAR-1B Friso Estreito ................................................................ 30 Figura 12 - Perfil AAR-1B Friso Largo .................................................................... 30 Figura 13 - Perfil ISS Friso Estreito ........................................................................ 32 Figura 14 - Perfil ISS Friso Estreito ........................................................................ 32 Figura 15 - Gabarito utilizado para o reperfilamento de roda ................................. 41 Figura 16 - Perfis AAR 1:20, AAR-1B e ISS superpostos vista geral .................. 45 Figura 17 - Perfis AAR 1:20, AAR-1B e ISS superpostos detalhe da raiz do friso ................................................................................................. 46 Figura 18 - Tela de plotagem do MiniProf .............................................................. 49 Figura 19 - Configurao dos vages em teste ..................................................... 52

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Tipos de rodas padro AAR ................................................................. 17 Tabela 2 - Referncia das combinaes ............................................................... 35 Tabela 3 - Ranqueamento dos casos de combinao entre perfis de roda e de trilho em curva ................................................................................. 36 Tabela 4 - Ranqueamento dos casos de combinao entre perfis de roda e de trilho em tangente ........................................................................... 37 Tabela 5 - Tipos de rodas utilizadas na MRS ....................................................... 39 Tabela 6 - Produo de rodeiros para vages no Horto Florestal em 2005 ......... 42 Tabela 7 - Determinao do tamanho da amostra ................................................ 47 Tabela 8 - Mdia e variao dos valores de tape, espessura de friso e dureza das rodas em teste ................................................................... 48 Tabela 9 - Disposio de montagem dos vages em teste .................................. 52 Tabela A.1 - Medio inicial das rodas e montagem dos rodeiros Rodas 1 a 36 .................................................................................. 61 Tabela A.2 - Medio inicial das rodas e montagem dos rodeiros Rodas 37 a 72 ................................................................................ 62 Tabela A.3 - Medio inicial das rodas e montagem dos rodeiros Rodas 73 a 108 .............................................................................. 63 Tabela A.4 - Medio inicial das rodas e montagem dos rodeiros Rodas 109 a 144 ............................................................................ 64

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LISTA DE FOTOGRAFIAS

Foto 1 - Prensa de rodeiros do Horto Florestal .................................................... 40 Foto 2 - Torno de rodas do Horto ......................................................................... 40 Foto 3 - Rodas do teste com detalhe do tape na roda amarela (241) ................. 49 Foto 4 - Vista geral da rodas do teste .................................................................. 49 Foto 5 - Medio com MiniProf ............................................................................ 50 Foto 6 - MiniProf e computador ............................................................................ 50 Foto 7 - Detalhe do MiniProf ................................................................................ 50 Foto 8 - Detalhe da tela do MiniProf .................................................................... 50 Foto 9 - Medio da roda com gabarito ............................................................... 51 Foto 10 - Detalhe do gabarito de roda ................................................................... 51 Foto 11 - Unidade dual com rodas do teste ........................................................... 53 Foto 12 - Detalhe do hodmetro ............................................................................ 53

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LISTA DE SIGLAS

AAR..Association of American Railroads AMV........ Aparelho de Mudana de Via ASW....... Anti-Shelling Wheel BHP.........Ferrovia autraliana CNR........ Canadian National Railway CSTTCentre for Surface Transportation Technology EUA........ Estados Unidos da Amrica GDT........ Vago gndola para transporte de minrio de ferro ISSImproved Stability and Steering L/V.......... Relao entre as foras lateral e vertical no contato MKBF.. Mean Time Between Failure MW.. Multiple Wear MWL....... Fabricante de roda no Brasil NRCCNational Research Council of Canada QCM....... Quebec Cartier Mining RAC........ Rail Association of Canada SISLOG...Sistema de Logstica e Circulao de Trens da MRS

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LISTA DE SMBOLOS

r. ......Diferena entre os raios de rolamento das rodas de um rodeiro .........Conicidade da pista de rolamento Mpa....Unidade de tenso, Mega Pascal m........Unidade de comprimento, metro mm.....Unidade de comprimento, milmetro km......Unidade comprimento, quilmetro kN...... Unidade de fora, quilo Newton HB......Unidade de dureza, Brinell t..........Unidade de massa, tonelada

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RESUMO

A proposio desta monografia consiste na discusso sobre o desgaste da roda e sua conseqncia sobre o material rodante e a via permanente, focada principalmente na interface roda-trilho e no desenvolvimento de perfis de roda.

Foi apresentada uma viso geral sobre a roda ferroviria e os mecanismos de desgaste que a afetam. Na seqncia foram abordados alguns estudos sobre perfis modificados desenvolvidos no Canad e no EUA, alm da proposta elaborada por consultores canadenses de um perfil especfico para a MRS (ISS).

Testes para avaliao dos perfis na MRS esto sendo executados e os procedimentos foram descritos detalhadamente aqui. Os resultados dos testes ainda no foram apresentados, mas pode-se afirmar que os perfis modificados so fatores de sucesso para o controle do desgaste de rodas e de trilhos e para o desempenho dinmico do material rodante.

Palavras-chave: desgaste, roda ferroviria, trilho, contato roda-trilho, perfil de rolamento.

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ESTUDO DE DESGASTES DE RODAS E SUAS CONSEQUNCIAS NO MATERIAL RODANTE E NA VIA PERMANENTE

1 INTRODUO

1.1 CONSIDERAES GERAIS

O contato roda-trilho, caracterstica de sistemas ferrovirios, vem sofrendo constantes evolues e aprimoramentos em funo das melhores tecnologias dos veculos e da via permanente, das condies operacionais mais exigentes e seguras e da necessidade de reduo dos custos de manuteno.

Neste sentido, alguns fatores que devem ser considerados para a obteno de uma maior eficincia do transporte ferrovirio esto diretamente ligados s caractersticas do contato roda-trilho: velocidade de operao, carga por eixo, segurana contra o descarrilamento e desgaste.

A velocidade da operao tem correspondncia com a estabilidade dinmica do veculo; a carga por eixo est ligada rea de contato entre roda e trilho; a segurana contra o descarrilamento se relaciona com o ngulo de contato; e o desgaste normalmente influenciado pelas caractersticas metalrgicas e de dureza dos elementos, pelas cargas trmicas e mecnicas inerentes operao ferroviria, assim como pelo perfil da roda e do trilho.

Dentre os fatores acima citados, o presente trabalho destacar o desgaste das rodas ferrovirias e suas conseqncias sobre o material rodante e a via permanente da MRS Logstica S.A., atravs da escolha do perfil de roda mais adequado ao perfil de esmerilhamento de trilho adotado atualmente nesta empresa.

O trabalho iniciar com apresentao do problema e a necessidade que as ferrovias tm em procurar resolv-lo. Em seguida, apresentar os estudos e projetos

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de novos perfis realizados por outras ferrovias no mundo e o perfil proposto para a MRS. Percorrer a atual situao da MRS quanto aos tipos de rodas e trilhos utilizados, os processos de reperfilamento e esmerilhamento e o consumo destes materiais. Por fim, mostrar o desenvolvimento de ensaios de campo com trs tipos de perfis de roda: AAR 1:20, AAR-1B e ISS (sigla para Improved Stability and Steering).

O primeiro perfil foi adotado pela AAR (Associao de Ferrovias Americanas) em 1909 (para friso estreito) e 1928 (para friso largo) e permaneceu at o ano de 1990. A MRS continua utilizando at hoje este perfil na compra de rodas novas e na usinagem de rodeiros. O segundo perfil foi desenvolvido e adotado pela AAR como uma evoluo do primeiro e obrigatrio na Amrica do Norte desde 1990 (friso largo) e 1991 (friso estreito). O terceiro perfil foi proposto por consultores da CSTT (Centre for Surface Transportation Technology National Research Council Canada) e resultado de um estudo que teve como base o perfil de trilho empregado na MRS, originalmente desenvolvido pelos mesmos consultores.

Os testes de campo visam conhecer, num primeiro momento, a taxa de desgaste das rodas comparando os trs modelos de perfil. A anlise do desempenho ao desgaste, e conseqentemente da vida til da roda, mostrar o melhor perfil a ser adotado pela MRS.

Os testes ainda esto em curso e os resultados apresentados mostram uma tendncia inicial. Para os perfis de friso largo, as coletas se encerraro ao final da primeira vida das rodas, ou seja, no instante do primeiro reperfilamento dos rodeiros. Na seqncia sero iniciados os testes de campo com os perfis de friso estreito.

A busca do melhor perfil no se completa com a anlise dos resultados de desgaste de rodas. Adicionalmente aos testes de campo, ser desenvolvido um estudo comparativo entre os trs perfis com a aplicao da tcnica de simulao computacional. Para tanto, da mesma forma como nas principais ferrovias e em diversos institutos de pesquisas ferrovirias em todo o mundo, ser utilizado o software de anlise dinmica de veculos ferrovirios denominado Vampire. Com

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este estudo busca-se analisar o comportamento dinmico dos truques, a estabilidade dos vages e o impacto sobre o desgaste das rodas e do trilho, comparando os diferentes perfis em alguns trechos das linhas da MRS. Este estudo, entretanto, no ser objeto deste trabalho e ser apresentado futuramente.

1.2 JUSTIFICATIVA

Atualmente, a frota operacional de material rodante da MRS composta por 400 locomotivas e 11.500 vages, totalizando 96.800 rodas em circulao. Dados histricos sobre a manuteno mostram que a vida til da rodas de 914,4 mm (36) de dimetro, a de maior consumo na MRS, de 719.000 km, ou aproximadamente 5,8 anos. O ndice de sucateamento est em torno de 33%, o que significa dizer que a cada trs rodeiros enviados para manuteno, um deseixado e suas duas rodas so substitudas. A MRS vem trabalhando para reduzir este ndice para nveis abaixo de 29%.

Os custos de manuteno e de reposio de rodas so extremamente elevados. Em 2006 a MRS est consumindo aproximadamente 1.000 rodas novas todo ms para aplicao em vages (somadas as rodas de 838,2 mm e 914,4 mm de dimetro), equivalentes a 12.000 unidades no ano.

Mesmo que no sejam levados em conta os demais custos de manuteno, como os de usinagem das rodas e aqueles relacionados compra e o esmerilhamento de trilhos, os custos das rodas novas j justificam o presente estudo para reduo do desgaste e, conseqentemente, do consumo deste componente.

Alm do fator custo, a utilizao do melhor perfil de roda deve, certamente, trazer ganhos adicionais de alta relevncia para a fadiga de contato, a estabilidade e a segurana dos veculos, a melhor negociao em curvas e o menor desgaste de trilho, mas que, conforme j comentado anteriormente, no sero tratados neste trabalho.

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1.3 OBJETIVO

Com este estudo procura-se identificar o melhor perfil de roda ferroviria para aplicao na MRS, atravs da avaliao dos nveis de desgaste dos modelos AAR 1:20, AAR-1B e ISS obtidos em ensaios e levantamentos de campo, mostrando suas conseqncias sobre os desempenhos do material rodante e, futuramente, da via permanente.

1.4 ORGANIZAO

Esta monografia est organizada em 8 captulos, sendo: Primeiro, a introduo com a apresentao do problema; a justificativa e

o objetivo do trabalho; Segundo, a apresentao da roda ferroviria e uma discusso sobre o

desgaste das rodas, suas causas e efeitos; Terceiro, o desenvolvimento de perfis de rodas especficos para cada

ferrovia ou associao de ferrovias, incluindo o perfil proposto para a MRS;

Quarto, a situao atual da MRS quanto aos tipos de rodas e trilhos utilizados, os processos de reperfilamento de rodas e esmerilhamento de trilhos e os consumos destes materiais;

Quinto, o desenvolvimento dos ensaios de campo, com apresentao do procedimento utilizado, dos resultados obtidos e da anlise dos resultados;

Sexto, consideraes finais com as concluses sobre a interface roda-trilho, o desgaste de rodas e o desenvolvimento de perfis modificados, e as recomendaes para seqncia deste trabalho e propostas para o desenvolvimento de novos estudos;

Stimo, apresentao das referncias bibliogrficas; Oitavo, anexao de tabelas com as informaes preliminares dos

ensaios.

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2 RODA FERROVIRIA, APLICAO E MECANISMOS DE DESGASTE

2.1 APLICAO DA RODA FERROVIRIA

O sistema ferrovirio composto de uma via com trilhos e geometria pr-definida que guia os rodeiros do veculo em movimento ao longo de sua trajetria. Os rodeiros so compostos, geralmente, por rodas cnicas que desenvolvem foras de direcionamento no contato. O sistema de guiagem do veculo produz a propriedade de direcionamento que permite a centralizao do rodeiro em retas e a inscrio em curvas [Barbosa, 1999].

Um vago, em sua estrutura de rodagem, formado basicamente por uma caixa apoiada sobre dois truques. Cada truque (Figura 1), por sua vez, formado pelo conjunto da aranha (travessa, laterais e suspenso) e por dois rodeiros. O rodeiro (Figura 2) o conjunto formado pelo eixo, duas rodas e dois mancais de rolamento, montados rigidamente um ao outro. Os truques so responsveis pela transferncia da carga imposta pelo veculo aos trilhos e, atravs dos rodeiros, pela movimentao dos vages ao longo da linha.

Figura 1 Truque ferrovirio para vages

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Figura 2 - Rodeiro ferrovirio

A roda ferroviria um componente do rodeiro fabricado em ao fundido ou forjado. As ferrovias de carga no Brasil utilizam os tipos de roda recomendados pela Associao de Ferrovias Americanas (AAR), atravs das Especificaes M-107 e M-208, cujos tipos so mostrados na Tabela 1. Esta especificao define as classes de aplicao, materiais e composio qumica, tratamentos trmicos, nveis de dureza, marcao, processos de homologao e de inspeo, certificao do fornecedor e critrios de recebimento.

Tabela 1 Tipos de rodas padro AAR. [Fonte: Manual of Standards and Recommended Practices - Section G, 1998]

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A Figura 3 mostra uma seo transversal do aro da roda, indicando os principais detalhes e parmetros que so importantes para os desempenho das rodas em servio, como friso (a), aro (b), pista de rolamento (c), ponto de bitola, linha de base e linha do dimetro (linha tape). importante destacar a conicidade da pista atravs da inclinao 1:20 e do raio de concordncia entre friso e pista. O dimetro da roda medido na seo da linha tape.

Figura 3 Seo transversal da roda ferroviria

O tape um parmetro muito utilizado no reperfilamento e na montagem das rodas nos rodeiros e destes nos truques e vages. na verdade, um indicador do permetro da roda, onde cada tape representa 3,175 mm (1/8). As diferenas mximas exigidas nas montagens dos rodeiros so: um tape entre rodas do mesmo rodeiro (procura-se usar rodas de mesmo tape), dois tapes entre rodeiros do mesmo truque, quatro tapes entre rodeiros do vago e, no caso de unidades duais, (item 5.1.4) oito tapes entre os rodeiros dos dois vages.

As rodas so montadas sobre presso no eixo e para os rodeiros utilizados nos vages da MRS devem ser garantidos os limites da bitola de eixamento conforme indicado na Figura 4. Este um parmetro importante para o correto funcionamento do rodeiro em movimento sobre os trilhos, influindo sobre o direcionamento do truque e o desgaste da roda e do trilho.

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Figura 4 Limites da bitola de eixamento para vages da MRS

Figura 5 Limites de condenao do friso e do aro da roda

As rodas so retiradas de servio e enviadas para manuteno quando as dimenses do friso e do aro atingem os limites de condenao, aps aferio com os gabaritos conforme mostrados na Figura 5 acima. O friso fino, abaixo de 20,6 mm, pode provocar quebra do friso e aumenta o risco de descarrilamento em curvas. O friso alto uma caracterstica do desgaste excessivo na pista de rolamento e

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causa danos aos aparelhos de mudana de via (AMV). O friso vertical especialmente danoso ao direcionamento do rodeiro em razo da perda de conicidade da pista e do raio de concordncia na raiz do friso, tambm provoca danos aos AMVs. A altura do aro est relacionada segurana da roda quanto s solicitaes mecnicas e trmicas.

Cabe ressaltar que a roda de vago tambm responsvel pela frenagem do trem. A sapata aplicada diretamente sobre a roda, que trabalha como se fosse um tambor de freio. Em conseqncia deste processo, a roda pode sofrer diversos danos caso ocorram temperaturas elevadas e deslizamentos por travamento da roda sobre o trilho.

Temperaturas elevadas durante a frenagem podem provocar formaes de lascas (spalling) na pista e trincas radiais por fadiga trmica no corpo da roda. As lascas prejudicam o direcionamento do rodeiro e degradam a roda e o trilho, diminuindo a vida til destes componentes (item 2.2). As trincas radiais normalmente provocam deseixamento da roda em servio, causando descarrilamento.

O travamento das rodas acontece quando a fora de retardamento aplicada pela sapata superior fora de atrito gerada pelo contato roda-trilho. Nesta situao as rodas deslizam sobre o trilho e ocorre a formao de reas planas e endurecidas na pista de rolamento. Inicialmente, estas reas planas causam foras de alto impacto sempre que tocam o trilho, provocando danos ao vago (rodas, rolamentos, estrutura) e via permanente (lastro, dormentes, fixao e trilhos). Posteriormente, o material endurecido se descola da pista, aumentados os danos ao vago e via e reduzindo a vida til dos seus componentes (item 2.2)

2.2 MECANISMOS DE DESGASTE DAS RODAS FERROVIRIAS

Alves e Sinatora [Alves e Sinatora, 2000] publicaram artigo em 2000 sobre mecanismos de desgaste de rodas ferrovirias, do qual foram extradas as principais passagens descritas nesta seo.

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A interface roda-trilho se constitui num sistema tribolgico de grande interesse para a pesquisa, uma vez que apresenta variados mecanismos de desgaste que muitas vezes esto relacionados a importantes transformaes metalrgicas na roda e no trilho resultado de cargas trmicas e mecnicas aplicadas ao sistema e inerentes operao da ferrovia.

Estes mecanismos podem levar formao de defeitos na pista de rolamento da roda que sero posteriormente responsveis pelo seu sucateamento ou retrabalho atravs do processo de usinagem refazendo seu perfil original (reperfilamento da roda).

As rodas esto sujeitas a dois tipos de desgaste principais: desgaste abrasivo e desgaste por deslizamento, descritos abaixo.

O desgaste abrasivo tem origem em partculas externas ao sistema roda-trilho-sapata, como fragmentos de minrio e areia, entre outros, ou em partculas removidas do sistema oriundas de qualquer de seus membros e encruadas devido ao movimento relativo entre elas.

O desgaste por deslizamento ocorre segundo os mecanismos de deformao plstica, fadiga de contato, fadiga termomecnica, oxidao, micro-escorregamento e macro-escorregamento da roda sobre trilho. Estes mecanismos, em conjunto com a abraso podem levar a roda e o trilho a uma condio de desgaste normal e homogneo, com reduo das dimenses do friso e do aro da roda e do boleto do trilho ou formar defeitos na pista e friso tais como escoamento, escamao (shelling), calos e lascagens (spalling).

O escoamento deve-se s deformaes plsticas macroscpicas. Ele pode ser causado por: carregamento, que muitas vezes ultrapassa o limite de escoamento do material; aquecimento oriundo da operao de frenagem; micro-escorregamentos devido aos arrastes em curvas causados por diferena de velocidade tangencial entre as duas rodas do rodeiro ou devido rigidez do truque.

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A escamao ou shelling um defeito que ocorre devido ao combinada de fadiga de contato e cargas trmicas, sendo, portanto, um processo de fadiga termomecnica. Estes esforos combinados nucleiam trincas que se propagam e levam ao destacamento de material ao longo de toda a pista de rolamento da roda.

A lascagem ou spalling e calos, devem-se aos macro-escorregamentos que ocorrem devido ao travamento da roda durante a frenagem, conforme citado no item anterior.

Os desgastes naturais ou os defeitos citados aqui podem ser minimizados com o gerenciamento da interface roda-trilho, e o desenvolvimento de perfis modificados de rodas e de trilhos, apresentados a seguir, importante tpico para atingir este objetivo.

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3 PERFIS MODIFICADOS DE RODAS

3.1 CONTATO RODA-TRILHO

Desde o incio do sculo passado, o estudo do contato roda-trilho vem crescendo de importncia medida que a ferrovia busca sempre aumentar a eficincia do transporte de carga e de passageiros. Isto se torna muito claro com os diversos desenvolvimentos que tm levado ao constante aumento da carga por eixo (aumento da capacidade de transporte) e a velocidades de trfego cada vez mais elevadas (reduo do tempo de viagem).

Segundo Barbosa [Barbosa, 1999], estes dois fatores possuem aspectos negativos. O aumento da velocidade induz oscilaes laterais instveis ao veculo e o aumento de carga agrava os danos provocados pelas solicitaes de contato entre a roda e o trilho. Portanto, qualquer desenvolvimento que leve ao aumento da velocidade ou da carga deve levar em conta a manuteno das propriedades de conforto e segurana e a reduo dos custos de manuteno e do consumo de combustvel.

Neste sentido, alguns aspectos relacionados ao desempenho de rodas e trilhos esto sendo abordados pelas ferrovias atualmente, criando novas tecnologias e alterando prticas de manuteno para aumentar a eficincia operacional. Alguns destes aspectos mais importantes so citados abaixo:

Novos materiais para rodas e trilhos;

Truques de inscrio radial e com baixa resistncia rotacional;

Lubrificao das laterais dos trilhos em curvas;

Esmerilhamento de trilhos;

Perfis modificados de rodas.

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A despeito de todos os aspectos serem de grande importncia para o estudo do contato roda-trilho, tendo, na maioria das vezes, grande inter-relacionamento, o perfil modificado de rodas ferrovirias ser abordado mais detalhadamente neste captulo.

O comportamento das rodas quanto ao perfil no o mesmo em todas as ferrovias, muitas tm particularidades que exigem o desenvolvimento de um perfil prprio [Minicucci, 2006]. Vrios artigos demonstram que estes estudos esto sendo realizados pelas ferrovias de todo o mundo, destacando-se aqui os Estados Unidos [Stone e Leary, 1992; Leary, 1990], Canad [Caldwell, 2005; Roney e Meyler, 2001], Austrlia [Epp et al, 2005; Tew et al, 2001], Reino Unido [Evans e Iwnicki, 2002] e Brasil [Silva et al, 2005; Caldwell e Kalousek, 2002].

Dentre os pases citados, sero descritos na seqncia os perfis modificados de rodas desenvolvidos por ferrovias e institutos de pesquisa do Canad, dos Estados Unidos e do Brasil, sendo neste ltimo apresentado o caso da MRS. Estas escolhas so plenamente justificadas, pois as ferrovias do Canad e dos EUA so integrantes da AAR e as ferrovias brasileiras de carga aplicam regularmente os padres e as especificaes desta associao americana. Alm disso, o programa de esmerilhamento de trilho e a proposta do perfil de roda para a MRS foram desenvolvidos pelos mesmos pesquisadores que participaram dos estudos realizados para as ferrovias canadenses.

3.2 OS PERFIS NAS FERROVIAS CANADENSES

O perfil cnico da roda na forma como existe hoje, foi desenvolvido h quase cem anos. Em 1909, a AAR (Association of American Railroads) implantou seu primeiro perfil com conicidade 1:20 [Car and Locomotive Cyclopedia, 1980]. Desde ento vem sofrendo modificaes e ajustes para melhor se adequar s condies geomtricas e operacionais das ferrovias.

Em 1934, o professor alemo Heumann introduziu seu conceito de perfil desgastado na Europa, sugerindo que um perfil que mantm somente um ponto de

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contato com o trilho nas curvas possui melhor desempenho do que os ento usuais perfis com contatos em dois pontos [Roney e Mayler, 2001].

Segundo Roney e Mayler [Roney e Mayler, 2001], aproveitando a idia do Professor Heumann, os engenheiros da ferrovia canadense CNR (Canadian National Railway), desenvolveram o perfil Heumann de friso largo para locomotivas em servio nas montanhas. Como houve um aumento em dobro na vida da roda com este perfil quando comparada com as rodas cnicas 1:20 convencionais, o CN Heumann de Friso Largo Perfil A foi adotado como padro por esta ferrovia em 1970.

Nas duas dcadas seguintes, a AAR, tambm utilizando o conceito do perfil desgastado, desenvolveu o perfil AAR-1B, conforme ser melhor explicado no item 3.4. A partir deste momento, as ferrovias canadenses adotaram este perfil como padro.

Segundo Roney e Mayler [Roney e Mayler, 2001], Caldwell [Caldwell, 2005] e Minicucci [Minicucci, 2006], a ferrovia canadense QCM (Quebec Cartier Mining Co. Railway) associou ao perfil AAR-1B uma grande incidncia de fadiga de contato que induziam escamaes (shelling) no incio da vida das rodas. Para eliminar este problema, a QCM contratou um centro de pesquisas em transportes do Canad, denominado CSTT (Centre for Surface Transportation Technology of Canad), pertencente a um rgo do governo deste pas, denominado NRC (National Research Council of Canada). Deste desenvolvimento surgiu o perfil QCM-Heumann, que foi colocado em teste de campo em 1995, demonstrando uma reduo da incidncia de escamaes em 60%.

Na figura 6 pode ser observado que o perfil QCM-Heumann possui mais metal na raiz do friso, ou seja, na regio do raio de concordncia entre friso e pista (indicado pela cota 1.35 mm), o que conduz a uma maior diferena entre os raios de rolamento das duas rodas (R) para um dado deslocamento lateral do rodeiro. Segundo Caldwell [Caldwell, 2005], isto produz um momento de direcionamento (steering moment) mais intenso sobre o rodeiro lder dos truques. Um momento de

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direcionamento mais intenso pode reduzir o ngulo de ataque no rodeiro lder em curvas de raio mdio (mild curves, raio entre 400 e 600 m), o que reduz as foras de arraste (creep forces) agindo sobre a roda e o trilho. Reduzir estas foras de contato uma forma de reduzir as escamaes.

Figura 6 Comparao entre os perfis QCM-Heumann e AAR1B-NF (Narrow Flange) [Fonte: Caldwell, 2005].

Como a Figura 6 tambm indica, o perfil QCM-Heumann possui uma inclinao maior na extremidade da pista prxima face externa da roda (lado direito da figura, indicado pela cota 1.8 mm). Esta caracterstica atrasa a ocorrncia de cavidade (hollowing) na pista e o desenvolvimento de friso falso. Um friso falso pode provocar escamao na pista de rolamento por causa da alta tenso de contato com o trilho interno. O contato com o friso falso tambm pode reduzir significativamente o R para o rodeiro, resultando em elevada fora de arraste agindo sobre as pistas das duas rodas [Caldwell, 2005].

O sucesso deste perfil otimizado na QCM levou a RAC (Railway Association of Canada) em 1996 a estabelecer um projeto que resultou no perfil NRC-ASW (Anti-Shelling Wheel), como uma melhoria do perfil QCM-Heumann original e que depois foi adotado por todas as ferrovias canadenses. Segundo os autores Roney e Meyler [Roney e Mayler, 2001] e Caldwell [Caldwell, 2005], o NRC-ASW um perfil desgastado projetado para minimizar o arrastamento (creepage) e as tenses de contato que contribuem para a ocorrncia de escamaes na pista por fadiga de

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contato. Tambm foi definido pelos mesmos autores como sendo a segunda gerao de perfis anti-escamao.

Nas Figuras 7 e 8 pode ser observado o perfil NRC-ASW em comparao com os perfis AAR-1B e QCM-Heumann, respectivamente. Pode-se notar que foi aplicada novamente uma maior quantidade de metal na raiz do friso e uma inclinao maior na extremidade da pista. Para o perfil NRC-ASW, a quantidade de metal na raiz do friso ainda ligeiramente superior do perfil QCM-Heumann. Buscou-se com isto, um momento de direcionamento no truque ainda mais forte.

Figura 7 - Comparao entre os perfis NRC-ASW e AAR1B-WF (Wide Flange) [Fonte: Caldwell, 2005].

Figura 8 - Comparao entre os perfis QCM-Heumann e NRC-ASW [Fonte: Caldwell, 2005].

Uma anlise estatstica realizada pelas ferrovias canadenses mostrou que a quilometragem mdia entre falhas (MKBF) das rodas com perfil AAR-1B foi de

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321.400 km (199.700 milhas) quando montadas em truques convencionais e 437.000 km (271.500 milhas) quando montadas em truques flexveis. A MKBF das rodas com perfil NRC-ASW, quando usadas em ambos os tipos de truques, foi de 519.500 km (322.800 milhas). um ganho de quase 20% sobre as rodas com perfil AAR-1B montadas em truques flexveis [Caldwell, 2005}.

3.3 OS PERFIS NAS FERROVIAS DOS ESTADOS UNIDOS

Conforme citado anteriormente, o primeiro perfil cnico adotado pelas ferrovias americanas data de 1909 e era denominado perfil padro AAR 1:20 de friso estreito (narrow flange). O perfil AAR 1:20 de friso largo (wide flange) foi adotado somente em 1928.

As figuras 9 e 10 mostram, respectivamente, os perfis originais AAR 1:20 de friso estreito e de friso largo [The Car and Locomotive Cyclopedia, 1980].

Figura 9 - Perfil AAR 1:20 Friso Estreito Figura 10 - Perfil AAR 1:20 Friso Largo [Fonte: The Car and Locomotive Cyclopedia, 1984]

Tendo acompanhado de perto o desenvolvimento do perfil Heumann da Canadian National [Roney e Meyler, 2001], em 1984 a AAR decidiu pelo

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desenvolvimento de um perfil desgastado, tomando como base o ento modelo AAR 1:20, que era o padro utilizado h seis dcadas.

Os pesquisadores da AAR, John Leary e Dan Stone, abordaram este assunto em dois artigos [Stone e Leary, 1992; Leary, 1990], que sero tomados como base para a apresentao do desenvolvimento do novo perfil de roda AAR.

Embora o perfil cnico 1:20 tenha sido um considervel avano sobre os perfis anteriores, j era reconhecido antes mesmo daquela poca como um perfil mau-adaptado ao trilho sobre o qual se apoiava.

Isto era verdade particularmente em curvas, onde o desgaste do friso era agravado, resultando num perodo de um amaciamento (brake-in). Este estgio caracterizado pelo desgaste acelerado at que a severa condio de contato em dois pontos que existe quando a roda nova seja substituda, atravs da perda de metal, por uma condio mais compatvel entre a roda e o trilho.

A crescente carga por eixo nas ferrovias americanas tornou esta deficincia do perfil 1:20 mais aparente. Assim, era imperativo que a roda tivesse um perfil que, desde o incio, estivesse em melhor harmonia com o trilho.

O perodo em que a roda e o trilho no esto perfeitamente acomodados, no caracterizado apenas pelo excessivo desgaste, mas tambm pelo aumento da resistncia ao rolamento. Alm disso, um percentual muito grande de descarrilamentos causados pela subida do friso no trilho (flange-climbing) foi, naquela poca, atribudo aos veculos equipados com rodas de perfil padro 1:20.

Assim, como um resultado da necessidade que havia pelo melhoramento do perfil da roda, a AAR procurou o desenvolvimento de uma alternativa entre os seus membros. Como foi reconhecido por Leary [Leary, 1990], em muitos aspectos, o trabalho era similar queles executados na Europa, Canad e Austrlia.

O novo perfil de roda deveria apresentar os seguintes benefcios:

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Reduo do desgaste da roda e do trilho; Aumento da segurana contra o descarrilamento em condies operacionais

adversas; Desempenho estvel dentro das faixas de velocidade normais; Tenses de contato adequadas.

Duas abordagens foram usadas para construir os perfis candidatos. A primeira era baseada na forma que as rodas tomam quando se desgastam naturalmente em servio. Assim, uma mdia foi derivada a partir das medies de centenas de rodas desgastadas. A hiptese bsica neste caso considerava que o desgaste que ocorre durante o amaciamento de um perfil novo 1:20 seria fortemente reduzido ou at eliminado.

O segundo mtodo resultou em perfis baseados sobre expanses da forma do trilho que garantia um nico ponto de contato. Medidas de trilhos novos e desgastados foram usadas neste caso.

Figura 11 - Perfil AAR-1B Friso Estreito Figura 12 Perfil AAR-1B Friso Largo [Fonte: Manual of Standards and Recommended Practices - Section G, 1998]

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Depois de vrios testes com os perfis candidatos e alguns refinamentos sobre o melhor deles, chegaram ao modelo AAR-1B, que foi finalmente adotado em 1990 para friso largo e em 1991 para friso estreito. As figuras 11 e 12 acima mostram, respectivamente, os perfis AAR-1B de friso estreito e de friso largo.

Depois que 1.040 rodeiros com o perfil AAR-1B foram colocados em servio em vages graneleiros e de transporte intermodal, dados preliminares indicaram uma reduo de 30% no desgaste de friso.

3.4 OS PERFIS NA MRS

Os primeiros perfis utilizados no Brasil foram exatamente os de padro AAR 1:20 largo e estreito, ainda em uso nas ferrovias brasileiras.

No caso especfico da MRS, h uma combinao entre os perfis AAR-1:20, tanto de friso largo quanto do estreito, e o perfil AAR-1B de friso largo. Rodas novas com perfil AAR-1B de friso largo so compradas para manuteno; rodas novas com perfil AAR 1:20 de friso largo foram montadas em vages recentemente adquiridos; e todas as rodas usadas so usinadas com o perfil AAR 1:20 de friso estreito. A esta mescla excessiva de perfis novos se somam os perfis desgastados pelo uso, produzindo um grande nmero de contatos no harmnicos entre roda e trilho e trazendo toda sorte de danos a estes componentes (desgaste excessivo de friso e boleto, fadiga de contato, escamao, corrugao, etc) e instabilidade aos veculos (elevado ngulo de ataque, L/V e hunting em baixas velocidades).

Tendo como base os conceitos de perfil desgastado e de que cada ferrovia possui caractersticas especficas que determinam sua escolha, a MRS contratou o CSTT canadense para desenvolver o novo perfil de roda MRS. A larga experincia deste instituto no desenvolvimento de perfis modificados e o fato de terem sido parceiros da MRS na definio da estratgia e do programa de esmerilhamento de trilhos justificam a nova parceria.

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O estudo dos consultores canadenses foi finalizado em 2002 e conclui pela aplicao de dois novos perfis de roda na MRS, um para friso largo e outro para friso estreito. Foram chamados de ISS, iniciais de Improved Stability and Steering, que em conjuno com os novos perfis de trilho, devero prover melhor passeio do truque, menor desgaste e menores danos por fadiga de contato. As figuras 13 e 14 mostram os dois perfis sugeridos pelo estudo canadense.

Figura 13 - Perfil ISS Friso Estreito [Fonte: Caldwell e Kalousek, 2002]

Figura 14 - Perfil ISS Friso Largo [Fonte: Caldwell e Kalousek, 2002]

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A seguir ser apresentado um resumo dos trabalhos desenvolvidos pelos pesquisadores canadenses Caldwell e Kolusek [Caldwell e Kalousek, 2002 e 2001] do CSTT, at que chegassem aos perfis ISS.

3.4.1 ESTUDO DA INTERFACE RODA-TRILHO

Pouco tempo antes do estudo sobre os perfis de roda, o CSTT havia concludo um estudo sobre a interface roda-trilho para a MRS. Este estudo incluiu a gerao de uma famlia de perfis de trilho, que surgiriam pelo esmerilhamento dos trilhos existentes. A distribuio destes perfis por toda a malha da MRS foi descrita no estudo e uma estratgia de esmerilhamento para ser gradualmente aplicada aos trilhos foi apresentada pelo CSTT [Caldwell e Kalousek, 2001].

Para chegar a este resultado, o CSTT fez um levantamento completo das condies da via permanente, principalmente a respeito dos trilhos, e das rodas dos principais vages da frota da MRS.

a) Quanto s condies dos trilhos, foram observados os seguintes defeitos:

Lascagem (spalling) - causado pela formao de martensita durante o processo de soldagem;

Corrugao - normalmente do tipo relacionado fadiga de contato; Marcas no canto de bitola do boleto - devido ao contato no conforme das

rodas nos trilhos externos e ao contato da raiz do friso dos rodeiros reboques no trilho interno;

Boleto plano ou de raio longo - que provocam hunting em veculos com rodas com cavidade na pista;

Escoamento - que provocam a perda do perfil, degradando o direcionamento dos truques;

Excessivo desgaste na face de bitola - caracterstica de falta de lubrificao ou de truques com direcionamento deficiente;

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Queima por patinao das locomotivas - que formam martensita e trincas profundas que resultam em quebra do trilho;

Trincas no canto de bitola do trilho interno - causadas pelo contato no conforme em dois pontos nas pistas das rodas;

Brita esbranquiada - que aparece devido s vibraes provocadas pela corrugao.

Observa-se nos defeitos descritos acima, que h muitas causas ou conseqncias relacionadas aos problemas existentes nas rodas ferrovirias, vrios deles referentes fadiga de contato, ao comportamento dinmico do truque e ao desgaste do friso.

b) Quanto analise estatstica das medies nas rodas, podem ser destacados:

Altura do friso - Friso alto uma indicao de desgaste da pista de rolamento, fato que pouco relevante para os vages da MRS e neste caso, o empeno do truque (warpage) no aspecto preocupante;

Cavidade na pista - Insignificante para a frota da MRS, indicando um bom desempenho mdio. Entretanto, 10% de rodas foram encontradas com elevada conicidade, que associadas ao trilho com boleto plano, produz hunting em linhas retas;

ngulo do friso - A maior parte das rodas apresentaram ngulos entre 71 74. O ngulo de friso novo de 75 para o perfil AAR-1B e de 70 para o perfil AAR 1:20 e normalmente aumentam com o uso da roda (frisos verticais so condenados quando se aproximam de 90);

Tipos de truques No foram encontradas diferenas significativas no desgaste das rodas entre os tipos de truque existentes.

Ao final deste estudo, o CSTT props a adoo de uma famlia de cinco perfis de trilho que foram projetados para melhorar o direcionamento dos veculos e reduzir as tenses de contato na interface roda-trilho. Estes perfis, concluem os autores do relatrio, quando distribudos ao longo da malha da MRS, causaro mais pontos de contato que se estendero sobre uma larga poro da pista de rolamento da roda,

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permitindo um desgaste mais uniforme da pista durante um maior intervalo de tempo. Assim, isto promover uma reduo da taxa de deteriorao do trilho e dos danos devidos fadiga de contato, estendendo a vida dos trilhos na MRS.

3.4.2 NOVO PERFIL DE RODA PARA A MRS

Concludo o trabalho que gerou os perfis de trilhos, o CSTT deu incio ao desenvolvimento dos perfis de rodas.

Foram realizadas simulaes computacionais com oito combinaes de perfis de roda e de trilho, tanto para situaes em curvas como para situaes em tangente. Cada caso foi ranqueado de acordo com as tenses de contato e as diferenas de raio de rolamento (R) que produziram nas situaes em curva e das tenses de contato e da efetiva conicidade nas situaes em tangente.

A tabela 2 traz uma referncia das combinaes, ou seja, qual perfil de roda est em cada perfil de trilho. Os resultados destas combinaes podem ser observados nas Tabelas 3 e 4 (ranque mais baixo indica melhor desempenho).

Perfil de Trilho Perfil de Roda CSTT / MRS RE136 14"

ISS Friso Largo Caso 1 Caso 5 ISS Friso Estreito Caso 2 Caso 6

AAR 1:20 Friso Largo Caso 3 Caso 7 MRS Desgastado Mdio Caso 4 Caso 8

Tabela 2 - Referncia das combinaes [Fonte: Caldwell e Kalousek, 2002]

a) Comparao dos desempenhos em curvas

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COMPARAO DO DESEMPENHO EM CURVA

Tenso de Contato (MPa) Diferena do Raio

de Rolamento (mm) Caso

Trilho Externo

Trilho Interno Ranque R Ranque

1 1583 1608 2 1,74 6 2 1583 1608 2 2,08 5 3 1987 1370 8 1,70 7 4 1882 1231 5 2,54 4 5 1909 1502 6 2,99 3 6 1909 1551 7 3,21 1 7 1292 1292 1 0,79 8 8 1854 1131 4 3,14 2

Tabela 3 - Ranqueamento dos casos de combinao entre perfis de roda e de trilho em curva. [Fonte: Caldwell e Kalousek, 2002]

A habilidade de um rodeiro para manter-se bem direcionando atravs de curvas de raio pequeno conflita com a sua necessidade de produzir baixas tenses de contato e de proteger o canto de bitola do trilho. O objetivo dos projetos de perfis modificados equilibrar este conflito tanto quanto possvel, ou seja, um no deve ser atingido em prejuzo do outro.

Como j de conhecimento de todos, maiores diferenas entre os raios de rolamento das rodas melhoram o direcionamento dos truques e menores tenses de contato reduzem os danos s rodas e aos trilhos.

Como pode ser visto Tabela 3, no h um compromisso direto entre as tenses de contato e as diferenas de raio de rolamento na maioria dos casos analisados. Um bom desempenho em relao tenso de contato no significa necessariamente o mesmo para o R. Como exemplos de desempenhos bastante distintos, podem ser citados os casos 6 e 7.

Os casos 5, 6 e 8 oferecem um alto valor de R. Entretanto, em cada um dos trs casos, o ponto de contato no trilho est muito perto do canto de bitola,

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aumentando o risco de colapso. Os casos 3 e 4 apresentaram os piores resultados conjuntos.

Os casos 1 e 2 oferecem um bom compromisso entre o melhor direcionamento (quando comparados ao caso 7), proteo ao canto de bitola do trilho (quando comparados aos casos 5, 6 e 8) e reduo das tenses de contato (quando comparados aos casos 3, 4, 5, 6 e 7).

b) Comparao dos desempenhos em tangentes

A tenso de contato no um aspecto muito relevante em tangente. O caso 8 tem um nvel muito baixo porque a roda tem um raio cncavo no ponto de contato.

COMPARAO DO DESEMPENHO EM TANGENTE

Tenso de Contato (MPa) Efetiva Conicidade Caso Tangente Ranque Ranque

1 1492 7 0,034 3 2 1572 8 0,039 4 3 1370 5 0,050 5 4 1356 4 0,112 7 5 1292 2 0,033 1 6 1435 6 0,033 1 7 1292 2 0,050 5 8 980 1 0,156 8

Tabela 4 - Ranqueamento dos casos de combinao entre perfis de roda e de trilho em tangente. [Fonte: Caldwell e Kalousek, 2002]

O parmetro mais importante para o contato roda-trilho em tangente a efetiva conicidade da pista de rolamento (), que tem uma grande influncia sobre a estabilidade do rodeiro. Uma pequena conicidade importante para vages vazios em altas velocidades e age para que a condio estvel seja retomada aps a

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passagem em pequenas irregularidades geomtricas da via. A efetiva conicidade geralmente cresce com o desgaste da roda. Se ela cresce muito, os vages vazios tornam-se instveis em tangente e sero mais sensveis ao aparecimento de hunting em baixas velocidades.

O perfil ISS possui uma inclinao de 1:30, que produz as menores conicidades efetivas (casos 5, 6, 1 e 2) de todos os casos analisados. Perfis de roda que iniciam com uma baixa conicidade efetiva e tm uma forma que se desgasta mais lentamente, mantero a conicidade em nveis mais baixos do que as outras rodas por um perodo de tempo mais longo. Esta a situao dos casos 1, 2 , 5 e 6. Como visto anteriormente, os casos 5 e 6 no so adequados do ponto de vista do desempenho em curva. Isto deixa os casos 1 e 2 como as melhores opes.

Conforme concluram os autores do relatrio [Caldwell e Kalousek, 2002], os perfis ISS de frisos largo e estreito provem boa capacidade de direcionamento, baixas tenses de contato em trilhos externos e internos, e uma estabilidade em tangente aperfeioada.

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4 PROCESSOS DE MANUTENO DE RODAS E TRILHOS NA MRS

Outra importante etapa diz respeito anlise dos processos atualmente empregados na MRS para a manuteno de rodas e da via permanente, assim como dos registros relativos a alguns de seus indicadores de desempenho, visando a comparao com os resultados dos ensaios de campo.

4.1 MANUTENO DE RODAS

As rodas utilizadas na frota de vages e locomotivas da MRS seguem as especificaes M-107 e M-108 da AAR. Todos os tipos so de mltipla vida e de classe C. A Tabela 5 mostra os tipos de rodas utilizadas pela MRS.

As rodas de mltipla vida (multiple Wear ou MW) permitem vrios reperfilamentos. Na MRS so realizados normalmente dois reperfilamentos, o que garante trs vidas s rodas. As rodas de Classe C so adequadas aos servios de frenagem leve e altas cargas por eixo.

Dimetro Capacidade Mxima Faixa de Dureza

(m) (kN) (HB) Aplicao Quantidade de Veculos

838,2

(36") 162 321 a 363 Vago 6.000

914,4

(33") 123 321 a 363 Vago 5.500

1016,0

(40") 162 321 a 363 Locomotiva 400

Tabela 5 Tipos de rodas utilizadas na MRS

A manuteno realizada na Casa de Rodas da Oficina do Horto Florestal em Belo Horizonte (MG) para rodeiros de vages e locomotivas, e na Unidade de

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Fresamento de Santos Dumont (MG), para rodeiros de locomotivas. No Horto Florestal so executados, entre outros, os servios de montagem de rodas novas em rodeiros para vages e locomotivas e o reperfilamento de rodas usadas em rodeiros para vages. Em Santos Dumont so executados os servios de fresamento de rodas de locomotivas. No Horto Florestal a manuteno realizada em rodeiros retirados dos veculos, atravs do rodzio de unidades sobressalentes, chamados internamente de pulmo. J na unidade de Santos Dumont, o reperfilamento se d com os rodeiros montados sob a locomotiva.

As Fotos 1 e 2 ilustram, respectivamente, os equipamentos da Casa de Rodas do Horto Florestal para montagem de rodas novas (prensa de rodeiros) e para reperfilamento de rodas usadas (torno de rodas).

Foto 1 Prensa de Rodeiros do Horto Foto 2 Torno de Rodas do Horto

As rodas quando novas possuem frisos largos de 34,9 mm (1 3/8) e so reperfiladas com friso estreito, de 29,4 mm (1 5/32), para limitar a quantidade de metal que removido do aro no sentido de restaurar o contorno do friso. As rodas so condenadas quando o friso atinge 24 mm (limite econmico) durante a primeira e a segunda vida, e 21 mm (limite de segurana) na ltima vida.

A figura 15 mostra o gabarito utilizado para definir a quantidade de metal a ser retirado no reperfilamento e os perfis da roda antes (linha cheia) e depois (linha tracejada) do reperfilamento.

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Figura 15 - Gabarito utilizado para o reperfilamento de roda. [Fonte: Manual of Standards and Recommended Practices Section G, 1997]

A MRS possui 1.674 km de ferrovias e seu traado composto por uma grande extenso em curvas de raio mdio ou pequeno. A Linha do Centro, por exemplo, possui 58% da sua extenso formada por curvas de at 300 m de raio e o trecho Saudade-Guaba apresenta diversas sees com raios de 170 m [Silva et al, 2005]. Isto faz com que as rodas em uso na MRS sejam retiradas de servio, invariavelmente, por causa de friso fino. Praticamente no so encontradas rodas com friso alto, caracterstica prpria do desgaste da pista de rolamento.

Tem sido observado nas medies realizadas na Casa de Roda que os frisos mais finos provocam a retirada de uma quantidade maior de metal na recomposio do perfil, o que parece bvio, por isso so aplicados os limites econmicos na condenao e o friso estreito nos reperfilamentos. Frisos muito finos podem at eliminar uma das vidas, reduzindo a vida til total da roda.

Estudos realizados pela empresa Talgo nos Estados Unidos em carros de passageiros [Pascual e Marcos, 2004] e pela BHP Iron Ore na Austrlia em vages de carga [Lynch et al, 2001] mostraram que o reperfilamento mais freqente reduz

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os efeitos da degradao da roda e aumentam sua vida til. Estes fatos mostram que o intervalo de reperfilamento e a espessura do friso so importantes casos para anlise na MRS, e por isso esto sendo tratados atualmente em outro estudo dentro do processo de gerenciamento da interface roda-trilho.

A Tabela 6 mostra a produo da Casa de Rodas do Horto Florestal, projetando as quantidades de reperfilamentos e de montagens de rodas novas para vages em 2005.

PRODUO DE RODEIROS DE VAGES EM 2005 Estimativa para o ano de 2005, com base na mdia de janeiro a junho de 2005 Rodeiro Roda Reperfilamento Montagem ndice de Sucateamento

5 1/2" x 10" 33" 200 300 60% 6" x 11" 33" 3.950 1.440 27%

6 1/2" x 12" 36" 5.440 2.912 35% Total de Rodeiros 9.590 4.652

Total de Rodas 19.180 9.304 33%

Tabela 6 Produo de rodeiros para vages no Horto Florestal em 2005

Em 2005 foram necessrias praticamente 9.300 rodas novas para rodeiros de vages, ou 775 unidades por ms. Em 2006, est prevista a compra de 1.000 rodas por ms, reflexo do aumento de sua frota nos ltimos anos.

O ndice de sucateamento mdio das rodas de vages em 2005 estava na casa de 33%, ou seja, para cada 100 rodeiros enviados para manuteno no HF, 33 teriam suas rodas deseixadas e sucateadas e 67 seriam reperfilados. A meta a ser buscada pela MRS nos prximos anos de 29%.

Dentre as aes que esto sendo tomadas para que a MRS possa atingir esta meta, encontra-se o desenvolvimento dos perfis otimizados de rodas e trilhos.

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4.2 MANUTENO DE TRILHOS

A malha da MRS, como j foi informado, composta por 1.674 km de ferrovias e suas principais cargas so transportadas atravs de trens unitrios para minrio de ferro, bauxita e carvo, ou trens de carga geral para produtos siderrgicos, gros, contineres e cimento, entre outros produtos, interligando os trs estados mais importantes do Brasil. A sua produo vem aumentando consideravelmente desde o incio de sua operao em 1996, passando de 42 milhes de toneladas teis naquele ano para 108 milhes de toneladas teis em 2005 (aumento de 157% em 10 anos) e os planos futuros prevem atingir 179 milhes em 2009 (mais 66% em de quatro anos, com base em 2005) [Silva et al, 2005].

Tendo em vista este aumento da tonelada til e, conseqentemente, da tonelada bruta que circula sobre sua via permanente, alm do rpido crescimento do peso por eixo dos vages, a MRS decidiu investir pesadamente no aumento da capacidade da via (duplicando linhas e aumentando a quantidade e a extenso de ptios), na manuteno (recuperando trechos degradados, estabelecendo intervenes programadas), em novos materiais (trilhos, dormentes, lastro e componentes) e em tecnologia (diagnosticando a via atravs do veculo de avaliao da via - Track Star, inspeo ultra-snica em trilhos, esmerilhamento de trilhos e desguarnecedora de lastro).

O mais importante componente dentro da infra-estrutura o trilho, representando o maior custo de manuteno da via permanente. Visto que no se pode eliminar o desgaste e a fadiga do trilho, diversos desenvolvimentos em mtodos e procedimentos para controlar e minimizar suas conseqncias esto sendo realizados.

Em primeiro lugar, destaca-se o programa de esmerilhamento de trilho visando reduzir a incidncia de quebra de trilhos, aumentar a sua vida til e melhorar a eficincia da interao veculo-via. A estratgia e o programa de esmerilhamento foram desenvolvidos numa parceria entre a MRS, o NRC/CSTT (consultoria canadense) e a Loram (fabricante do equipamento). As atividades de

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esmerilhamento tiveram incio em 2002 e em 2004 j eram visveis os progressos relativos ao desempenho do trilho, como a reduo das fraturas (376 em 2001 para 196 em 2004) e o aumento da expectativa de vida (750 milhes de toneladas brutas em 2002 para 1.500 milhes em 2005). A economia com a compra de trilhos neste perodo soma 30.000 t, o equivalente a US$ 25 milhes [Silva et al, 2005].

Em segundo lugar, podem ser ressaltados os estudos realizados pelo NRC/CSTT para o desenvolvimento dos perfis de roda e de trilho, j descritos neste trabalho. A implantao do perfil desgastado na MRS vem contribuir com a melhora da eficincia da interao veculo-via, complementando os estudos abordados pela equipe da via permanente.

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5 ENSAIOS DE CAMPO NA MRS

5.1 PROCEDIMENTO

Para a identificao do melhor perfil de roda para a MRS, uma pesquisa de campo est sendo realizada com as rodas em operao normal no fluxo de minrio de ferro exportao. Para efeito de comparao foram escolhidos os perfis AAR 1:20, AAR-1B e ISS. Conforme foi visto anteriormente, o primeiro e o segundo perfis j so utilizados nas rodas da MRS, mas o desempenho de cada um individualmente no conhecido. O terceiro segundo perfil foi considerado visando a confirmao das melhorias sugeridas pelos consultores canadenses.

As Figuras 16 e 17 mostram os trs perfis superpostos. Podem ser observadas as diferenas entre eles na regio da raiz do friso e da pista prxima face externa do aro.

Figura 16 Perfis AAR 1:20, AAR-1B e ISS superpostos vista geral.

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Figura 17 Perfis AAR 1:20, AAR-1B e ISS superpostos detalhe da raiz do friso.

5.1.1 DETERMINAO DO TAMANHO DA AMOSTRA

Os vages de minrio da srie GDT foram escolhidos para este levantamento devido principalmente a quatro fatores: constituem a maior frota de vages da MRS (5.200 vages, quase 50% de toda a frota), so os vages com a maior taxa de quilometragem (14.400 km em mdia por ms ou 172.800 km por ano), so os vages de maior peso por eixo (mximo de 32,5t), e circulam pelos trechos da ferrovia com maior intensidade de curvas (Linha do Centro e trecho Saudade-Guaba). Em outras palavras, as rodas dos vages GDT, de dimetro 914,4 mm (36), representam o maior custo de manuteno da MRS, conforme foi informado no item 4.1.

A populao de rodas instaladas nos vages GDT de aproximadamente 41.600 unidades (oito rodas para cada um dos 5.200 vages). Se fosse considerada a Tabela 7, retirada de Arkin & Colton [Arkin & Colton, 1963], para determinao de tamanhos de amostras com desvio padro desconhecido, nvel de confiana de

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95%, e admitindo uma margem de erro de 10%, ainda seriam necessrias pelo menos 100 rodas para ensaiar cada perfil.

Amplitude da amostra para nveis de confiana igual a 95% Margens de Erro

Amplitude da

Populao 1% 2% 3% 4% 5% 10%

1000 - - - 385 286 91 1500 - - 638 441 316 94 2000 - - 714 476 333 95 2500 - 1250 769 500 345 96 3000 - 1364 811 517 353 97 3500 - 1458 843 530 359 97 4000 - 1538 870 541 364 98 4500 - 1607 891 549 367 98 5000 - 1667 909 556 370 98 6000 - 1765 938 566 375 98 7000 - 1842 949 574 378 99 8000 - 1905 976 580 381 99 9000 - 1957 989 584 383 99

10000 5000 2000 1000 588 383 99 15000 6000 2143 1034 600 390 99 20000 6667 2222 1053 606 392 100 25000 7143 2273 1064 610 394 100 50000 8333 2381 1087 617 397 100

100000 9091 2439 1099 621 398 100 infinito 10000 2500 1111 625 400 100

Tabela 7 - Determinao do tamanho da amostra [Fonte: Arkin & Colton, 1963]

Entretanto, o tamanho da amostra escolhido foi de 48 rodas para cada um dos perfis analisados. A amostragem pequena em razo da dificuldade em se acompanhar um grande nmero de rodas com medies regulares e pelo alto custo da operao. Para reduzir as incertezas, as anlises estatsticas de desgaste sero feitas atravs da distribuio t de Student, que a mais adequada para descrever o comportamento das mdias de amostras pequenas. Alm disso, o teste t , de longe, o teste mais usado para comparao de mdias [Vieira, 1999].

AS 48

5.1.2 PREPARAO DAS RODAS

Foram selecionadas 144 rodas novas, do tipo K36 de friso largo, dentro do lote fabricado pela MWL Brasil e fornecido MRS entre os meses de fevereiro e maro de 2006. As amostras foram posteriormente divididas em trs lotes de 48 unidades, de tal forma a estreitar a faixa do tape, a espessura do friso e a dureza entre elas, diminuindo a variabilidade destes trs parmetros. Cada um destes lotes menores foi usinado pela MWL com um dos perfis, conforme os desenhos das Figuras 10, 12 e 14.

Encontram-se em anexo as Tabelas A.1 a A.4, com os dados de tape, espessura de friso e de dureza das rodas em teste, retirados dos relatrios de embarque emitidos pela MWL. A Tabela 8 mostra um resumo destes valores.

Tape Espessura de Friso (mm) Dureza (HB) Perfil Mdia Variao Mdia Variao Mdia Variao

AAR 1:20 239 3,3% 33,6 4,5% 338 8,9%

AAR-1B 239 1,7% 35,0 2,9% 337 8,9%

ISS 239 2,5% 34,7 2,9% 340 6,5% Total 239 3,3% 34,4 5,8% 338 8,9%

Tabela 8 - Mdia e variao dos valores de tape, espessura de friso e dureza das rodas em teste

Para facilitar a identificao das rodas, os lotes foram pintados, seguindo os seguintes critrios de cor e marcao (Fotos 3 e 4):

amarela para o perfil AAR 1:20; vermelha para o perfil AAR-1B; verde para o perfil ISS; Nmero de srie das rodas com os respectivos valores de dureza e tape.

AS 49

Foto 3 Rodas do teste com detalhe do tape Foto 4 Vista geral das rodas do teste na roda amarela (241)

5.1.3 MONTAGEM DOS RODEIROS E MEDIO INICIAL

As rodas foram montadas em rodeiros 6.1/2 x 9, prprios para vages GDT, e foi observada a condio de mesmo tape para as duas rodas do rodeiro. Os servios foram realizados na Casa de Rodas do Horto Florestal nos meses de maro e abril de 2006. Aps o eixamento das rodas, foram realizados os levantamentos dos perfis e as medies de friso.

Figura 18 Tela de plotagem do MiniProf.

AS 50

Para desenhar os perfis das rodas est sendo utilizado o equipamento MiniProf, propriedade industrial da Greenwood Engineering, empresa da Dinamarca especializada em equipamentos de medio para os setores rodovirios e ferrovirios. O MiniProf faz a plotagem do perfil completo da seo transversal do friso e da pista de rolamento, salvando o resultado em arquivo eletrnico. A Figura 18 acima ilustra a tela do programa de aquisio e tratamento de dados do MiniProf, com os traos do perfil em coordenadas cartesianas. As Fotos 5 a 8 mostram o equipamento MiniProf em uso durante algumas medies na casa de Rodas.

Posteriormente o programa ser utilizado para os clculos dimensionais e de desgaste de cada roda. Os resultados sero tratados e apresentados em relatrio somente aps a primeira medio de desgaste, inclusive os adquiridos nos levantamentos iniciais na Casa de Rodas.

Foto 5 Medio com MiniProf. Foto 6 MiniProf e computador.

Foto 7 Detalhe do MiniProf. Foto 8 Detalhe da tela do MiniProf.

AS 51

Alm dos desenhos dos perfis, foram medidas as espessuras dos frisos de todas as rodas, utilizando-se o gabarito de roda. Este gabarito faz a leitura da espessura de friso na posio do ponto de bitola, com preciso de 0,1 mm. As Fotos 9 e 10 mostram o gabarito em uso na Casa de Rodas.

Foto 9 Medio da roda com gabarito Foto 10 Detalhe do gabarito de roda

Os resultados das medies iniciais das espessuras de friso podem ser observadas nas Tabelas A.1 a A.4 em anexo e os valores mdios e a variao de cada perfil foram apresentados na Tabela 8 acima.

5.1.4 MONTAGEM DOS RODEIROS NOS VAGES

Para a montagem dos rodeiros foram escolhidos os vages GDT do tipo unidade dual. A unidade dual formada por dois vages permanentemente acoplados. Foi aplicado somente um tipo de perfil em cada vago e perfis necessariamente diferentes entre um vago e o outro na unidade dual. Como no possvel manter exatamente as mesmas condies para todos os perfis, esta configurao garante, pelo menos, que dois perfis estejam sempre na mesma condio de operao, um sendo comparado ao outro.

AS 52

Ao todo so trs configuraes, repetidas trs vezes cada uma. A Figura 19 exemplifica um conjunto de trs unidades duais. Ao todo, foram montados trs conjuntos iguais ao mostrado nesta figura.

Figura 19 Configurao dos vages em teste.

Unidade dual

Data da Montagem N Do Vago Tipo do Perfil Cor da Roda

728975-8 AAR 1:20 Amarela 1 27/03/2006 728976-6 AAR 1B Vermelha 728644-9 AAR 1:20 Amarela

2 27/03/2006 728643-1 ISS Verde 729136-1 AAR1B Vermelha 3 28/03/2006 729135-3 ISS Verde 728983-9 AAR 1:20 Amarela

4 29/03/2006 728984-7 AAR 1B Vermelha 612227-2 AAR 1:20 Amarela 5 30/03/2006 611751-1 ISS Verde 613356-8 AAR 1B Vermelha 6 30/03/2006 612813-1 ISS Verde 027084-9 AAR 1:20 Amarela

7 05/04/2006 027083-1 AAR 1B Vermelha 728756-9 AAA 1:20 Amarela 8 23/05/2006 728755-1 ISS Verde 729034-9 AAR 1B Vermelha 9 29/05/2006 729033-1 ISS Verde

Tabela 9 Disposio de montagem dos vages em teste

AAR 1:20 AAR-1B

AAR 1:20 ISS

AAR-1B

AS 53

As montagens foram realizadas na Oficina de Vages do Horto Florestal, conforme disposio indicada na Tabela 9 acima. Para garantir a menor variao entre os tapes dos rodeiros nos vages da unidade dual, as seguintes condies foram adotadas: diferenas mximas de dois tapes entre os rodeiros do mesmo truque, quatro tapes entre os rodeiros dos dois truques do mesmo vago e oito tapes entre os rodeiros dos dois vages da unidade.

A Foto 11 ilustra uma unidade dual equipada com rodas do teste. Na Foto 12 pode ser observado um hodmetro na extremidade de um rodeiro. Foram instalados hodmetros em duas unidades duais: 728643-1 / 728644-9 (ISS / AAR 1:20) e 729135-3 / 729136-1 (ISS / AAR-1B).

Foto 11 Unidade dual com rodas do teste Foto 12 Detalhe do Hodmetro

5.1.5 ACOMPANHAMENTO DOS TESTES

Os vages entraram em circulao normal dois dias aps a montagem, em mdia. Foram dispostos aleatoriamente nos trens de minrio de ferro da MRS, que circulam entre os terminais de carregamento na regio de Belo Horizonte - MG e os terminais de descarga em Guaba e Sepetiba, ambos no Estado do Rio de Janeiro.

O ciclo dos trens de minrio de ferro de 2,5 dias em mdia (so vrios pontos de carregamento e dois pontos de descarga) e percurso de 1.200 km. Assim,

AS 54

estima-se que cada vago circule 14.400 km mensais. Atualmente, as rodas de 914,4 mm (36) de dimetro so reperfiladas a cada 18 meses, sendo este o tempo mnimo esperado para o final do levantamento.

A quilometragem dos vages ser obtida atravs do SISLOG, sistema de gerenciamento de logstica e circulao de trens da MRS. A distncia percorrida ser aferida pelos hodmetros instalados em dois vages. Nota-se que estes instrumentos foram instalados de tal forma que cada um dos perfis est presente em pelo menos um vago com quilometragem real conhecida.

Medies intermedirias sero realizadas no Posto de Manuteno de Vages de Conselheiro Lafaiete MG a cada 3 ou 4 meses, quando os perfis sero coletados com MiniProf, as espessuras de friso sero medidas com gabaritos e as condies das rodas sero observadas para verificao de defeitos como escamaes, lascagens, trincas superficiais, quebras, etc.

Assim, a cada srie de medio sero realizados os tratamentos estatsticos de desgaste que permitam fazer a comparao de mdias de cada perfil, avaliando o comportamento evolutivo de cada perfil e observando a tendncia at o resultado final. Relatrios parciais sero emitidos aps cada medio e o levantamento de cada vago se encerrar ao final da primeira vida de suas rodas. Aps o envio dos rodeiros do ltimo vago para manuteno, ser emitido relatrio conclusivo com o desempenho dos trs perfis, incluindo a proposta de especificao para o perfil de rodas novas e do processo de reperfilamento.

5.2 ANLISE DOS RESULTADOS

A primeira medio de desgaste est prevista para o final do ms de agosto de 2006. Desta forma, no ser possvel uma avaliao de tendncia neste trabalho, ficando a expectativa de que os primeiros resultados podero ser apresentados no ms de outubro deste ano.

AS 55

6 CONSIDERAES FINAIS

6.1 CONCLUSES

No momento em que as ferrovias buscam aumentar a eficincia do transporte e reduzir continuamente seus custos, o gerenciamento do contato roda-trilho uma questo estratgica para estas empresas. Comprova-se esta afirmao pelos diversos estudos aqui apresentados, que foram ou esto sendo realizados no exterior. E na MRS no poderia ser diferente.

Mesmo no sendo possvel, neste momento, a apresentao de resultados prticos dos ensaios de desgaste das rodas em curso na MRS, pode-se destacar as seguintes concluses:

O desgaste um processo inerente ao contato roda-trilho. No possvel elimin-lo, mas pode-se minimiz-lo e, assim, reduzir os impactos sobre o veculo e a via permanente.

Rodas e trilhos desgastados dificultam o direcionamento do veculo, aumentando o risco de descarrilamento, e provocam o aparecimento de defeitos, acelerando a degradao do sistema.

Perfis modificados de rodas e de trilhos melhoram o desempenho destes componentes quanto ao desgaste e ao comportamento dinmico do veculo sobre a via.

Perfis modificados so especficos de cada ferrovia e deve ser desenvolvido considerando suas caractersticas geomtricas e operacionais.

O gerenciamento do contato roda-trilho condio fundamental para obter o aumento da eficincia desejada e a reduo dos custos na ferrovia.

AS 56

6.2 RECOMENDAES

Tendo em vista a importncia da continuidade dos estudos aqui apresentados, deve-se destacar as seguintes recomendaes:

Os testes de campo que esto sendo realizados atualmente priorizam a escolha do perfil de roda adequado MRS atravs da avaliao do desgaste e da vida til da roda. Recomenda-se promover o estudo do comportamento dinmico do veculo e sua interao com a via permanente atravs de simulaes computacionais e de ensaios prticos com medies de parmetros no veculo e no trilho. Alm do desempenho dos perfis de roda, estes estudos podem avaliar tambm o impacto sobre os trilhos.

Considerando que as rodas so reperfiladas com friso estreito, deve-se realizar testes com os perfis desenhados para este friso, aps o encerramento dos testes com perfil de friso largo.

Aps a implantao do perfil adequado, ser necessrio estabelecer um controle para verificar da eficcia do perfil escolhido. Para isto, deve-se avaliar continuamente as evidncias de mau funcionamento e os nveis de desgaste das rodas e dos trilhos.

Aprofundamento do gerenciamento da interface roda-trilho, criando grupos multidisciplinares dentro da empresa, que tenham a participao dos especialistas em via permanente, material rodante e operao.

AS 57

7 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ALVES, L. H. D., SINATORA, A. Mecanismos de desgaste de rodas ferrovirias. So Paulo: Boletim tcnico da Escola Politcnica da USP, Departamento de Engenharia Mecnica, 2000. 12p.

ARKIN, H., COLTON, R. R. Tables for Statisticians. New York: Barnes and Noble, 1963.

ASSOCIATION OF AMERICAN RAILROADS. Manual of Standards and Recommended Practices, Section G, Wheels and Axles, 1998. Whashington: AAR.

ASSOCIATION OF AMERICAN RAILROADS. Manual of Standards and Recommended Practices, Section G - Part II, Wheels and Axles, 1997. Whashington: AAR.

BARBOSA, R. S. Aplicao de sistemas multicorpos na dinmica de veculos guiados. So Carlos: Escola de Engenharia de So Carlos USP, 1999. 273p.

CALDWELL, R., KALOUSEK, J. Wheel / rail interface study at MRS Logistica S.A. Vancouver: National Research Council Canada, 2001. 30p.

CALDWELL, R., KALOUSEK, J. New wheel profile for MRS Logistica S.A. Vancouver: National Research Council Canada, 2002. 17p.

CALDWELL, R. Implementing an anti-shelling wheel profile. The Journal of Wheel / Rail Interaction, 2005. 4p.

EPP, C., RAVITHARAN, S. S. S., POWELL, J., WHEATLEY N. Continuous improvement in wheel/rail interaction for efficient railway operation. Rio de Janeiro: 8th International Heavy Haul Conference, 2005. 9p.

AS 58

EVANS, J., IWNICKI, S. D. Vehicle dynamics and the wheel / rail interface. London: IMechE Seminar, 2002. 19p.

LEARY, J. F. America adopts worn wheel profiles. USA: Railway Gazzette International, 1990. 3p.

LYNCH, M. R., MUTTON, P. J., EPP, K. J., DONNELLY R. F. Improving wheelset performance under high axle loads. Rome: 13th International Wheelset Congress, 2001. 12p.

MINICUCCI, D. J. Diferentes perfis para pista de rolamento. So Paulo: Revista Ferrovirio, Simefre, 2006. 2p.

PASCUAL, F., MARCOS, J. A. Wheel wear management on high-speed passenger rail: a common playground for design and maintenance engineering in the Talgo Engineering Cycle. Baltimore: ASME/IEEE joint Rail Conference, 2004. 7p.

RONEY, M. D., MEYLER, D. K. A case study of wheel/rail cost reduction on Canadian Pacific Railways coal rout. Brisbane: 7th International Heavy Haul Conference, 2001. 6p.

SILVA, F. C. M., VIDON Jr, W., RIPPETH, D., CALDWELL, R. Preventive-gradual on-cycle grinding: a first for MRS in Brazil. Rio de Janeiro: 8th International Heavy Haul Conference, 2005. 10p.

STONE, D., LEARY, J. Reinventing the wheel freight car wheels. Simmons-Boardman Publishing Corporation, 1992. 4p.

TEW, G., DARBY, M., DONNELLY, R., OFFEREINS, G., EPP, C. The role of technology in the operations of the BHP Iron Ore Railroad. Brisbane: 7th International Heavy Haul Conference, 2001. 9p.

AS 59

THE CAR AND LOCOMOTIVE CYCLOPEDIA. Omaha: Simmons-Boardman Publishing Corporation, 1980. p.692 e p.694.

AS 60

8 ANEXO A

Encontram-se nas pginas seguintes, as Tabelas A.1 a A.4, referentes s medies iniciais das rodas e montagem dos rodeiros em teste

#N

o. de

Srie

da

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da

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