O que é uma “frog” ferroviária?

Para entender como funciona a sarteira ferroviária, precisamos primeiro ter uma visão geral do desvio ferroviário. Um desvio ferroviário é um conjunto de dispositivos que atuam em conjunto, permitindo que as rodas passem de uma trilha ferroviária para outro. O conjunto inclui principalmente trilhos principais, agulhas, trilhos de fechamento, corações, trilhos de proteção e outras peças de conexão. As agulhas são a seção do desvio que se move. Os trilhos de fechamento conectam os pontos de desvio à coroa. Os trilhos de proteção ficam em frente à coroa, ao lado dos trilhos principais, e conduzem as rodas para que sigam pela ranhura correta, evitando o descarrilamento do trem.

As rodas rolam sobre o trilho lateral e seguem por ele até encaixarem na ponta do cruzamento. Em nenhum momento o suporte da roda pode cair na ranhura do flange, no espaço entre os dois trilhos, pois está firmemente apoiado nesses dois trilhos; assim, ela simplesmente rola ao longo da asa, engata na ponta do cruzamento ao ser transferida para o trilho do cruzamento e segue adiante. Devido a essa geometria, garante-se que o equipamento role pelo coração do desvio sem nenhum solavanco nem caia no canal do flange no coração do desvio. É fundamental que a ranhura do flange seja a mais estreita possível e que a largura da banda de rodagem da roda seja a maior possível para que isso aconteça. Isso permite que a roda role ao longo do trilho lateral, atravesse até a ponta do coração e, em seguida, role sobre o coração.  

Tipos de cruzamentos ferroviários

De acordo com a forma do plano, existem cruzamentos retos e cruzamentos curvos. Outra forma de classificação é de acordo com o tipo de estrutura. Os cruzamentos ferroviários podem ser fabricados, compostos por dois trilhos usinados unidos entre si, ou podem ser fundidos como uma única unidade.

Sapo Fixo

• Sapo combinado

A cruzeta combinada é feita de trilhos de aço e outras peças que são cortadas e montadas. É composta pelo bico de cruzamento, pelo trilho lateral, por uma peça espaçadora, por uma almofada de cruzeta e por outras peças. O processo de fabricação é simples, uma vez que não há requisitos especiais de processo. No entanto, ela tem sido raramente utilizada devido à elevada carga de trabalho de manutenção.

• Base fundida em peça única

A cruzeta ferroviária moderna é fundida em aço-manganês, uma liga avançada que se torna mais dura com o uso. Essa é uma propriedade importante, pois a ponta da cruzeta pode sofrer cargas de impacto elevadas à medida que as rodas do trem passam por ela.

Cruzamento com ponta móvel (cruzamento do tipo “swingnose”)

Ao contrário dos cruzamentos fixos, os cruzamentos móveis possuem componentes móveis especiais, como trilhos laterais móveis ou ponta de cruzamento móvel. Ao alterar a posição da parte móvel no coração, o lado de trabalho do trilho lateral ou do nariz de cruzamento pode ser sobreposto para proporcionar uma trajetória contínua ao trem que está passando. Isso permite eliminar a folga no ponto de cruzamento, o que possibilita aumentar significativamente a velocidade dos trens que passam pelos desvios.

As cruzetas com ponta móvel prolongam a vida útil da cruzeta. Práticas operacionais de longo prazo demonstraram que a vida útil da cruzeta com ponta móvel é de 6 a 9 vezes maior do que a do mesmo modelo de cruzeta fundida em aço com alto teor de manganês. Além disso, os trabalhos de manutenção e reparo são reduzidos em 40%, o que diminui significativamente o impacto do material rodante ao passar pela cruzeta.

Soldagem de cruzeta ferroviária

As travessas de aço com alto teor de manganês e os trilhos de aço de alto carbono apresentam requisitos diferentes quanto ao processo de soldagem. Essas diferenças dificultam a soldagem entre eles. A soldagem direta resultará em defeitos do tipo trincas. A tecnologia avançada atual consiste em escolher um material com bom desempenho de soldagem como meio intermediário para realizar a conexão soldada.

O aço com alto teor de manganês é um aço austenítico monofásico. Essa estrutura apresenta alta sensibilidade a trincas a quente e induz facilmente trincas de liquefação na zona afetada pelo calor. Portanto, o grau de aquecimento e o tempo de aquecimento devem ser reduzidos durante a soldagem. O trilho de aço possui alto teor de carbono. Para evitar trincas de soldagem durante o processo, é necessário pré-aquecer antes da soldagem e resfriar após a soldagem. Se forem soldados diretamente cruzetas de aço com alto teor de manganês e trilhos de aço de alto carbono, tanto o processo de soldagem quanto a seleção dos materiais de soldagem se tornam mais complexos. Portanto, a tecnologia mais avançada do mundo consiste em escolher um material com bom desempenho de soldagem como meio intermediário para realizar a conexão soldada dos dois materiais. No passado, apenas alguns países, como a Áustria e a França, dominavam essa tecnologia de soldagem. Posteriormente, pesquisadores de todo o mundo, incluindo da China, após esforços incansáveis, utilizaram a soldagem de topo por flash para combinar com sucesso corações de aço de alto teor de manganês e trilhos de aço de alto teor de carbono soldados entre si.