ANÁLISE COMPARATIVA DOS SISTEMAS DE FREIO SAPATA-RODA E SAPATILHA-DISCO EM TRENS DE MINÉRIO DA MALHA FERROVIÁRIA SUDESTE POR MEIO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL
Resumo: O transporte ferroviário de cargas pesadas utiliza majoritariamente sistemas de frenagem do tipo sapata-roda, nos quais o material de atrito atua diretamente sobre a superfície de rolamento da roda. Embora esse sistema seja consolidado e robusto, sua aplicação em composições longas e de elevada massa apresenta limitações associadas à distância de parada, ao desgaste das rodas, à dissipação térmica e aos esforços longitudinais gerados durante a frenagem. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar, de forma conceitual e comparativa, o potencial de aplicação de sistemas de freio a disco em vagões ferroviários de carga utilizados no transporte de minério na malha ferroviária regional sudeste. A metodologia adotada baseou-se em revisão bibliográfica, análise dos sistemas sapata-roda e sapatilha-disco, desenvolvimento de um script em Python com objetivo de obter os resultados e comparação dos resultados com dados experimentais do banco dinamométrico do LAFER e com simulações uniformizadas realizadas no simulador CORYS. O script formulado pelo autor foi estruturado para calcular força normal, pressão de contato, coeficiente de atrito variável com a velocidade, torque de frenagem, limite de aderência roda-trilho, desaceleração, potência dissipada, energia acumulada e distância de parada. Os resultados indicaram que, em condição limitada pela pressão admissível dos materiais, o sistema sapatilha-disco apresentou maior potencial de frenagem em relação ao sistema sapata-roda, principalmente devido à maior área de contato efetiva e à atuação em duas faces do disco. Entretanto, as simulações no CORYS mostraram que o aumento da eficiência global de frenagem, embora reduza a distância de parada, também eleva os esforços longitudinais de compressão nos engates e aparelhos de choque e tração. Dessa forma, conclui-se que o freio a disco apresenta potencial técnico para melhorar o desempenho de frenagem em vagões de carga, mas sua aplicação deve ser acompanhada por análises integradas de aderência roda-trilho, dissipação térmica, esforços longitudinais, viabilidade construtiva e limites operacionais da composição.
Palavras-chave: Freio ferroviário; Freio a disco; Freio a sapata; Vagões de carga; Simulação de frenagem; Segurança operacional.
BANCA EXAMINADORA: Vitor Mainenti Leal Lopes - Orientador - Professor Dr.
Ely Queiroz Gomes - Professor Dr.
Joubert Oliveira Costa - Engenheiro
Raphael Fortes Marcomini - Professor Dr.
Atenciosamente,