Eixos tubulares para vagões devem ficar mais fortes

Uma nova linha de eixos ferroviários tubulares, que promete aumentar a capacidade de transporte da composição dos vagões e diminuir o consumo de combustível, foi submetida a ensaios no Laboratório de Equipamentos Mecânicos e Estruturas (LEME). Esta foi a primeira vez que o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) executou ensaios de fadiga até a ruptura em eixos tubulares destinados ao transporte ferroviário de cargas.

O laboratório do Centro de Integridade de Estruturas e Equipamentos (Cinteq) realizou os ensaios de fadiga simulando a condição crítica de operação. “A ideia básica foi realizar o ensaio dos eixos até a ruptura e verificar a repetibilidade, ou seja, o desvio para o número de ciclos até a ocorrência da falha”, explica Sérgio Inácio Ferreira, pesquisador do LEME. Para alcançar este objetivo, foi aplicada uma carga de valor quatro vezes superior à carga nominal nos corpos de prova em escala real – em números, o valor da carga (por eixo) chegou a 70 toneladas.

Os ensaios na nova linha de produtos foram executados simultaneamente a testes em modelos maciços, adquiridos no mercado brasileiro, a fim de permitir uma comparação entre os dois tipos de eixos. Além da monitoração das variáveis de força aplicada e do número de ciclos, os pesquisadores também controlaram a temperatura nos mancais e nos pontos críticos das peças, para evitar interferências no resultado final de desempenho.

Os cuidados para a execução dos ensaios incluíram a montagem de uma área segregada, dentro do próprio IPT. O equipamento utilizado para submeter os corpos de prova aos esforços, explica Ferreira, contou com dois atuadores (cada um deles com capacidade de aplicação de carga de 50 toneladas) e um motorredutor para trabalhos na faixa de 300 a 500 rpm. Por razões de segurança, a equipe do laboratório instalou ainda transdutores de deslocamento que paralisariam os ensaios no caso de detecção de falhas durante sua realização.

Em um período de cerca de um ano, o laboratório realizou os ensaios em cerca de dez corpos de provas, que eram substituídos à medida que se rompiam. Os modelos fraturados eram encaminhados para a fabricante para serem analisados e novos corpos de prova eram então encaminhados ao IPT. Após a execução dos trabalhos pelo LEME, os eixos foram submetidos a ensaios de campo em ferrovias das Regiões Norte, Nordeste e Sudeste e lançados no mercado brasileiro em novembro de 2009.eventos