Os dormentes recebem uma certa porcentagem das solicitações provenientes das rodas nos trilhos. Segundo PAIVA (2016) os estudos e pesquisas de engenharia ferroviária mostraram que uma dada carga Q dos veículos ferroviários carrega os dormentes com aproximadamente 40% da carga Q.
Com o aumento dos custos da madeira, e consequentemente com a difícil aquisição do produto devido a necessidade de reflorestamento, após a Segunda Grande Guerra os países da Europa começaram a substituir os dormentes de madeira pelos de concreto.
Normalmente esses dormentes são utilizados em vias com tráfego intenso e com pouca possibilidade de manutenção constante. Os dormentes de concreto podem ser de três tipos:
Os dormentes de madeira possuem vida útil reduzida pois podem sofrer danos provenientes de fungos, insetos ou devido apodrecimento devido a presença de água. Com isso, outros tipos de dormentes podem ser utilizados em vias férreas.
Os dormentes de aço são formatos por chapas metálicas em forma de “U” virado para baixo e são fixados no lastro. Apresentam vida útil superior aos dormentes de madeira, variando de 25 até 50 anos. Além disso, é uma solução mais leve, o que implica em fácil transporte e aplicação em campo.
O tráfego ferroviário gera esforços no boleto dos trilhos, os quais são transmitidos para patins dos trilhos e depois para os dormentes. Os dormentes (Railway Sleepers) são dispostos de forma transversal ao sentido de movimentação dos veículos, e ficam logo abaixo dos trilhos, Conforme Figura 1.
Figura 1 – Dormentes e trilhos. Fonte: https://www.portosenavios.com.br
Normalmente, os trilhos ferroviários apresentam comprimento de 12 metros. Com isso, para a construção das vias férreas, o conjunto de trilhos dispostos longitudinalmente precisam ser unidos. Essa união pode ocorrer por soldagem, ou então pelas talas de junção (Joint Bar).
As talas de junção são posicionadas nas almas dos trilhos e presas por quatro ou seis parafusos e aruelas de pressão. As talas utilizadas no Brasil são normatizadas pela NBR 7591/2012 e são classificadas em:
TJ 37
TJ 45
TJ 50
TJ 57
TJ 68
As juntas em trilhos unidos por talas apresentam pontos de desconexão, e por isso são considerados de qualidade inferior aos métodos de soldagem dos trilhos. Devido a essa desconexão, durante a passagem do veículo na junta a via se deforma e as rodas “golpeiam” o boleto. Isso gera uma deformação nas juntas e a oscilação vertical do veículo. A Figura 1 ilustra a deformação na junta com tala de junção.
Figura 1 – Deformação na junta. Fonte: Autor (2018)
Os trilhos podem apresentar diversos defeitos que são classificados com base no processo que resultou o defeito. Na compra de um trilho, o fabricante deve apresentar uma relação de ensaios que comprovem as propriedades mecânicas e funcionais dos trilhos, além do ensaio de verificação por ultrassom que analisa se o trilho apresenta defeitos internos de fabricação.
Os responsáveis ferroviários precisam fazer certas marcações no trilhos. Cada organismo ferroviário possui uma lista de marcações que são exigidas, a Companhia brasileira de Trens Urbanos (CBTU) exige os seguintes itens: