Observatório Metro-Ferroviário

Imagem: usinagem de rodas ferroviárias. Fonte

Na usinagem de peças ferroviárias ocorre um elevado aumento da temperatura na região de corte, podendo atingir entre 800 e 1000°C em configurações extremas do processo, a exemplo do torneamento de rodas e eixos. Essas temperaturas resultam em concentração de tensão térmica nas pastilhas de corte que, desta forma, fragilizam-se e acabam se deformando. Sendo assim, é necessário parar o processo de fabricação e trocar a pastilha de corte, com isso há uma diminuição na produtividade das peças.

O método tradicional para reduzir os efeitos da temperatura na ferramenta de corte é utilizar fluidos de corte, porém em condições extremas de usinagem a eficiência desses fluidos diminui significativamente. Desta forma, no processo de fabricação de peças ferroviárias não é utilizado fluidos de corte. Portanto, há a necessidade de pensar em outras formas de contornar este problema e foi com base nisso que os pesquisadores da Universidade Estadual Tecnológica de Moscou (STANKIN), Rússia, desenvolveram um novo sistema de ferramenta para melhorar a usinagem de peças ferroviárias.

O novo sistema de ferramenta de corte é composto por pastilhas de corte (insertos) com revestimentos de compósito multicamadas nano-estruturados (Ti-TiN-TiCrAlN) que garantem as propriedades mecânicas necessárias para este processo de usinagem. Além disso, um esquema especial foi desenvolvido para a montagem destes insertos no porta ferramenta com o uso de um suporte polímero-cerâmico de alta condutividade térmica. Desta maneira, conseguiram aumentar a área de contato entre os insertos e o suporte da ferramenta e,assim, aumentar a troca de calor entre as superfícies.

Testes com a nova ferramenta foram realizados e os dados obtidos foram comparados com dados de uma ferramenta comum de usinagem. A nova ferramenta se mostrou de 80 a 100% mais eficiente no processo de usinagem, isto porque aumentou dissipação de calor nos insertos devido ao suporte polímero-cerâmico, o que, assim, garantiu um aumento da vida útil da ferramenta em até 4 vezes.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827116301408

Imagem: instalação das chapas.

Um trem em movimento ao longo de uma linha ferroviária é uma grande fonte de vibrações, principalmente quando essa linha passa por dentro de uma cidade. Essas vibrações não só podem causar desconforto e aborrecer os moradores próximos à via, mas também levar ao mau funcionamento de equipamentos sensíveis. Este cenário motivou os pesquisadores do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Católica de Lovaina, Bélgica, a buscarem uma solução, e encontraram instalando estacas e chapas de aço na forma de um muro próximo à linha ferroviária.

A vibração ambiental nem sempre é avaliada nos projetos de engenharia, principalmente em regiões onde não há fenômenos naturais frequentes causadores de grandes vibrações, como terremotos e furacões. Desta maneira, edificações residenciais e comerciais ficam suscetíveis aos efeitos da vibração. Isto fica evidente quando essas construções estão próximas ao tráfego ferroviário e, assim, geram muitas reclamações por parte dos moradores. O nível de vibração gerada pelo tráfego ferroviário depende das condições dos trilhos, do peso do veículo, da velocidade e do o tipo do solo, sendo que propagação das ondas ocorre em maiores velocidades em solos mais rígidos e em menores velocidades nos solos menos rígidos.

Como princípio para reduzir os efeitos da vibração, os pesquisadores estudaram o efeito da construção de trincheiras abertas para refletir as ondas. Para este propósito, elas apresentam boa efetividade, porém precisam de grande profundidade, pois o seu desempenho está intimamente ligado a este parâmetro, o que torna esta solução em si não aplicável para uma área residencial, onde um buraco a céu aberto pode gerar vários riscos e problemas. Precisaram, então, pensar diferente e chegaram na configuração de uma “trincheira fechada”, isto é, mais profunda e preenchida com materiais, estacas e chapas de aço, para ajudar na reflexão das ondas. A parede construída com o aço atua como uma barreira rígida de ondas e a sua eficácia está ligada com a profundidade e o contraste de rigidez com o solo.

Para o estudo, utilizaram simulações numéricas e um teste em campo em Furet, Suécia, onde o muro-trincheira de aço foi construído com uma profundidade de 12 metros, sendo que a cada 4 estacas a profundidade foi estendida para 18 metros. O teste mostrou que o muro reduz as vibrações de 4 Hz (ou superior) e o seu desempenho aumenta conforme aumenta a frequência das ondas até entre 16 e 20 Hz. A redução dos níveis de vibração está inteiramente ligada à elevada rigidez axial e à resistência à flexão da placa em relação ao eixo horizontal, já a resistência à flexão da placa no eixo vertical é muito baixa para influenciar 

Desta forma, concluíram que uma parede com estacas e chapas de aço  pode funcionar como uma barreira para vibrações, principalmente em condições de solo menos rígido.

Para mais informações, acesse:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0267726116000312