Avaliação da influência do pavimento ferroviário na propagação de trincas no boleto dos trilhos: estudo de caso na Estrada de Ferro Carajás.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Oliveira, Luciano de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ferrovias; Fracture mechanics; Mecânica da fratura; Pavimentação; Paving; Railways; Tracks; Trilhos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-07082025-075837/

Acidentes ferroviários com grandes proporções têm frequentemente como causa principal a fratura de trilho. O entendimento de como se desenvolvem estas fraturas, considerando a interação e a influência dos elementos da via permanente, é importante para mitigar ocorrências ferroviárias e seus impactos negativos. O pavimento ferroviário, composto pelo lastro e pela plataforma (sublastro e subleito), é um importante componente da via permanente, cujas características e respostas estruturais podem impactar na propagação de trincas no boleto dos trilhos. Este trabalho teve como objetivo de avaliar tal influência do pavimento ferroviário na propagação de trincas existentes no boleto dos trilhos, tomando como estudo de caso a Estrada de Ferro Carajás (EFC). A metodologia adotada combinou análises teóricas e experimentais. No âmbito teórico, foram aplicados conceitos de mecânica da fratura e cálculos estruturais envolvendo tensões térmicas, residuais e de flexão nos trilhos. Experimentalmente, foram analisados dados das fraturas e inspeções de trilhos por ultrassom, além de dados da capacidade de suporte das camadas do pavimento ferroviário, obtidos através de ensaios com DCP. O estudo incluiu também a análise da rigidez da via, por meio do módulo de via, relacionando-o ao crescimento de trincas no interior do boleto dos trilhos. Pela análise teórica, os resultados mostraram que as condições estruturais do pavimento ferroviário afetam a propagação de trincas no interior do boleto dos trilhos, podendo acelerar significativamente o desenvolvimento de trincas no boleto, até a fratura do trilho. Por outro lado, pelo estudo experimental não foi possível relacionar diretamente a condição estrutural do pavimento ferroviário com tais defeitos no trilho, possivelmente pela limitação dos tipos de dados empregados. Adicionalmente, a metodologia desta pesquisa foi aplicada com as informações de uma ocorrência real de fratura por trinca no boleto do trilho na EFC, e a previsão teórica de tempo até a fratura pode ser validada. De modo geral, verifica-se que a gestão eficiente do trilho e do pavimento ferroviário é essencial para mitigar as fraturas originadas no interior do boleto dos trilhos. Ao final, com base nos resultados observados, recomenda-se que sejam revistas as especificações quanto às inspeções (de modo a não ultrapassar o tempo que levaria à fratura dos trilhos) e quanto à consideração da condição estrutural do pavimento ferroviário como critério de priorização na retirada de segmentos de trilhos com defeitos internos no boleto.