A presente invenção refere~se a um dormente ferroviário e a um processo de fabricação de um dormente ferroviário. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um dormente ferroviário dotado de um setor oco e seu processo de fabricação.

Descrição do estado da técnica

Dormentes representam um dos diversos componentes de uma malha ferroviária e, em conjunto com o lastro e outros elementos de fixação, promovem a correta ancoragem (fixação) dos trilhos em que as composições de deslocam.

A grande maioria dos dormentes revelados no estado da técnica é de madeira (em torno de 90%), o restante concentra-se em dormentes de aço, concreto, ou plástico reciclado.

Um dormente de madeira tem uma vida útil estimada em algumas décadas, de modo que, após este período, sua substituição se faz necessária. A estimativa de que a cada ano sejam substituídos mais de 3 milhões de dormentes de madeira em conjunto com as restrições legais quanto a utilização de determinados tipos desta matéria prima fez com que o setor buscasse alternativas para o elemento em questão. Uma alternativa concentrou-se na utilização de dormentes de aço, de concreto, de madeira de refiorestamento, de plástico (seja reciclado ou virgem).

A utilização de dormentes de plástico virgem apresentou bom comportamento, por outro lado, a utilização deste tipo de dormente se restringe a vias de transporte de passageiros, de bitola curta, sujeitas a esforços completamente diferentes dos esforços resultantes em um sistema de carga.

Quanto aos dormentes de plástico reciclado, estes foram utilizados em algumas malhas ferroviárias e apresentaram graves problemas estruturais, como a disseminação endémica de trincas, empenamentos e problemas de fixação. Basicamente, com um dormente reciclado, torna-se difícil obter uma homogeneidade no material de constituição do dormente. Assim, devido aos problemas estruturais detectados e os acidentes (descarrilamentos) gerados, a utilização deste tipo de dormente torna-se praticamente impossível. Os dormentes de concreto, apesar de difundidos em malhas ferroviárias ao redor do mundo, não têm se mostrado adequados às características dos subleitos e lastros das linhas existentes em alguns países (tal como o Brasil), devido à grande inércia e rigidez dos modelos comerciais mais comumente disponíveis.

Tal fato tende a provocar elevada quebra de lastro e consequentemente aumenta os custos de manutenção da via, além de possibilitar a ocorrência de acidentes.

Classificados em função da sua forma, os dormentes de concreto podem ser do tipo monobloco, formado por uma peça rígida e contínua de uma extremidade a outra, são submetidos a grandes momentos fletores que aparecem em diferentes seções do dormente.

Têm-se também os dormentes de concreto do tipo bibocio (dormentes mistos), compostos por dois biocos rígidos de concreto armado dispostos sob cada trilho e unidos por uma barra flexível de aço.

Graças a elasticidade da viga, os dois biocos de concreto estão imunes à maioria dos esforços de flexão estática e flexão alternadas, aos quais os dormentes de concreto protendido dificilmente resistem.

Entre os dormentes de concreto têm-se ainda os dormentes poliblocos, em que dois biocos de concreto armado são dispostos nas extremidades em conjunto com uma peça intermediária, também fabricada de concreto. Os blocos das laterais bem como o intermediário são unidos por fios de aço, com elevado limite elástico, tendido e ancorado nas extremidades.

Algumas vantagens em relação ao uso de dormentes de concreto a vias que utilizam dormentes de madeira podem ser citadas: Por exemplo, dormentes de concreto tem uma durabilidade em torno de 50 anos, apresentam uma superior rigidez lateral e vertical, devido à sua maior massa e fixação elástica. Ainda, dormentes de concreto possibilitam uma fácil e rápida substituição dos trilhos, bem como aumento da vida útil deste e redução das tensões de flexão (no trilho), devido ao aumento da estabilidade da via.

Adicionalmente, com dormentes de concreto, a frequência de descarrilhamentos é reduzida e por consequência tem-se uma melhora na qualidade da viagem e urna significativa redução no custo de manutenção da via permanente.

Por outro lado, a utilização de dormentes de concreto apresenta algumas desvantagens, tal como maior custo de transporte, devido ao maior peso deste dormente quando comparado aos de madeira bem como a questionável reutilização do dormente após a ocorrência de um descarrilhamento.

Adicionalmente, utiiizando-se dormentes de concreto, os sistemas de fixação não são ajustáveis ao desgaste do trilho e ao alargamento da via, adicionalmente, há a necessidade de equipamentos de custo elevado para a instalação e manutenção das vias e, em algumas situações, danos podem ser gerados ao lastro devido ao alto peso do dormente.

Tal como já mencionado, além dos dormentes de concreto e plástico, o estado da técnica revela ainda dormentes fabricados de aço. Dormentes de aço apresentam um comportamento satisfatório quando em uso, por outro lado, podem ter custos elevados e incertos, uma vez que seu preço depende diretamente do preço do aço, que é extremamente instável.

A fixação deste tipo de dormente é normalmente feita por meio de parafusos e castanhas e necessita de manutenção permanente. Ainda, a fixação por parafuso acaba por enfraquecer o dormente, devido aos furos realizados. Como vantagens deste tipo de dormente, pode-se citar a possibilidade de reciclagem, uma elevada vida útil (cerca de 60 anos), é inerte e não tóxico, apresenta baixo custo de instalação, seu transporte é simples e, devido ao seu material de fabricação, é incombustível.

Como desvantagens, a utilização de dormentes de aço exige um maior número de intervenções e mudança na faixa de socaria, ainda, este tipo de dormente pode acarretar na interrupção da viagem, devido ao comprometimento de isoiação e ainda pode sofrer com problemas de corrosão.

Em relação aos dormentes de madeira, estes devem ser previamente tratados (quimicamente) para que assim estejam aptos a utilização. Obviamente, tal tratamento químico é nocivo ao meio ambiente.

As referidas estações de tratamento químico são responsáveis pelo armazenamento dos dormentes e peia aplicação de preservativos, com o propósito de aumentar a vida útil do dormente e impedir a proliferação de fungos e insetos. Além de ser um processo longo e compreendendo diversas etapas, o processo de tratamento dos dormentes pode causar vários problemas ambientais, tal como a poluição do ar, devido ao rompimento de tanques de armazenamento, de cilindros de tratamento e de tubulações que contém os preservantes.

Adicionalmente, a absorção, inalação e ingestão de produtos químicos por parte dos funcionários não é rara, bem como o uso de herbicidas e pesticidas pode contaminar o solo e os cursos d'água, provocando mudanças no comportamento da fauna e possibilidade de extinção de espécies.

É possível ainda a utilização de dormentes fabricados a partir de madeira de refiorestamento, porém, este tipo de dormente apresenta resistência significativamente inferior à da madeira de lei.

Adicionalmente, a impossibilidade de tratamento dos dormentes com alguns produtos (tal como creosoto) fortemente agressivos ao meio ambiente, possibilita que o dormente seja atacado por agentes biológicos, como bactérias e cupins, resultando em um tempo de vida extremamente curto (da ordem de três a quatro anos), muito inferior a vida útil dos dormentes de madeira de lei.

A presente invenção visa superar os problemas existentes na utilização dos dormentes acima mencionados por meio da configuração estrutural e processo de fabricação de um dormente ferroviário. O dormente proposto não apresenta restrições quanto ao seu uso, apto a utilização em linhas ferroviárias tanto em construção quanto em operação, para o transporte de cargas e/ou passageiros.

Os dormentes plásticos (virgem ou reciclados) conhecidos no estado da técnica não apresentam combinação otimizada entre peso da peça e módulo de elasticidade.

A maioria das propostas plásticas conhecidas imita exatamente o formato de um dormente de madeira, tornando a peça mais pesada e consumindo não somente mais matéria prima, mas também homem hora e hora máquina para confecção das peças. Tais fatores tornam o processo de produção lento e encarecem o preço final dos dormentes.

A presente invenção propõe um dormente ferroviário, preferencialmente, mas não exclusivamente, de poiipropiieno com fibra de vidro, fabricado a partir de um processo de alta produtividade, preferencialmente extrusão, possuindo ainda forma estruturai que permite a obtenção de resistência e rigidez próximas às dos dormentes de madeira de lei bem como custos competitivos.

Adicionalmente, o dormente proposto na presente invenção apresenta peso final reduzido, o que facilita o transporte e instalação da peça, possibilita a utilização de fixações padrões utilizadas em dormentes de madeira, utiliza maquinário padrão utilizado pelas ferrovias para instalação e manutenção dos dormentes e, devido ao seu material de fabricação, possibilita a reciclagem do produto, após o término da vida útil do dormente.

Estruturalmente, o dormente ferroviário proposto compreende um setor oco (setor vazado), agindo como um importante diferenciai para a função e característica de ancoragem no lastro. Devido ao formato proposto, o lastro utilizado na via penetrará no interior do dormente fornando-se assim um corpo solidário.

Com a compactação do lastro no interior do dormente, uma maior rigidez para o sistema lastro/dormente será gerada e o momento de inércia final será a somatória do momento de inércia do dormente e da camada de lastro disposta em seu interior.

Adicionalmente, devido ao formato proposto ao dormente ferroviário da presente invenção, tem-se um dormente leve (na faixa entre 40 e 45kg), de fácil instalação e manutenção, facilmente carregávei por dois operadores, e apto a ser transportado por meio do encaixe de uma peça a outro (um dormente ao outro), ocasionando assim inúmeras vantagens logísticas,

Objetivos da invenção

A presente invenção tem como objetivo o desenvolvimento de um dormente ferroviário de alta performance, para utilização em linhas ferroviárias em construção e em operação, utilizadas para o transporte de carga e/ou de passageiros.

Um objetivo adicional da presente invenção consiste em um dormente ferroviário cujos processos de instalação e de produção sejam simplificados, reduzindo prazos, atendendo à demanda do mercado e garantindo eficiência ao cicio de utilização da peça.

A presente invenção tem por objetivo também superar (em sua maioria) os principais problemas das atuais soluções (descritas no estado da técnica), como a alta rigidez e peso do concreto que danifica as camadas de lastro, a baixa vida útil da madeira de baixa qualidade e, a condutividade elétrica do aço e os problemas de confiabilidade das soluções que utilizam de resinas recicladas.

Ainda, a presente invenção tem por objetivo a provisão de um dormente ferroviário de apeio sustentável, que por utilizar preferencialmente o Poiipropiieno como matéria prima, poderá ao final de sua vida útil ser reciclada. A presente invenção tem por objetivo adicionai a provisão de um dormente ferroviário dotado de um setor oco, permitindo assim que o lastro da malha ferroviária penetre no interior do dormente e potencialize a rigidez do sistema lastro/dormente.

É também um dos objetivos da presente invenção a configuração estruturai de um dormente ferroviário dotado de uma forma em "U" invertido. Um objeiivo adiciona! da presente invenção é a provisão de um dormente ferroviário fabricado a partir de um primeiro material e a partir de uma composição que compreende o mencionado primeiro material.

Um objetivo adicionai da presente invenção é a provisão de um dormente ferroviário em que suas paredes interna e externa sejam fabricadas a partir de um primeiro material, e a camada disposta entre tais paredes seja fabricada a partir de uma composição que compreende o primeiro material.

A presente invenção também tem como objetivo a provisão de um dormente ferroviário que seja preferencialmente fabricado a partir de um processo de extrusão/coextrusão.

Um objetivo adicional da presente invenção consiste na provisão de um dormente ferroviário em que seu setor oco compreenda uma ranhura de sustentação.

Um objetivo adicional da presente invenção é a provisão de um processo de fabricação de um dormente ferroviário através de um processo de exírusão que permita a compactação da composição utilizada na fabricação do dormente dentro do calibrador da máquina extrusora bem como o resfriamento homogéneo de toda a espessura do dormente em produção.

Finalmente, a presente invenção tem como objetivo atender, em larga escala, o mercado Brasileiro com qualidade e confiabilidade.

Breve descrição da invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados por um dormente ferroviário de alto desempenho produzido preferencialmente por poiipropileno com um teor de fibra de vidro que pode variar de 5 à 40%, fabricado preferencialmente através do processo de extrusão com uma camada de poiipropileno puro como envoltório aplicado através do processo de coextrusão.

O dormente ferroviário proposto apresenta um alto módulo elástico e desempenho próximo ao da madeira, permitindo assim a aplicação em ferrovias de transporte de carga e também de passageiros, O dormente ferroviário proposto na presente invenção apresenta como principais vantagens: ® Disponibilidade e confiabilidade de matéria prima para atender o mercado em larga escala;

® Bom isolante elétrico;

® Elevado módulo elástico; ® Totalmente reciclável;

® Instalação e manutenção iguais aos dormentes de madeira, aproveitando as mesmas ferramentas e equipamentos;

® Maior facilidade de transporte e manuseio, reduzindo custos logísticos; ® É inerte e impermeável;

® Pode ser utilizado conjuntamente com o dormente de madeira;

® Permite a utilização dos sistemas de fixações utilizados atualmente nos dormentes de madeira;

® Permite a produção de diferentes comprimentos e formatos de dormentes para atender as diferentes bitolas e AMVs (Aparelhos de

Mudança de Via); e

Descrição resumida cios desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

Figura 1 - é uma representação superior de uma malha ferroviária apta a receber o dormente ferroviário proposto na presente invenção, em que a figura 1 (a) representa uma malha ferroviária simples e a figura 1 (b) representa uma malha ferroviária de múltiplos trilhos; Figura 2 - é uma representação da seção transversal de uma configuração proposta para o dormente ferroviário; Figura 3 - é uma representação adiciona! da seção transversal de uma configuração proposta para o dormente ferroviário, exibindo suas dimensões preferenciais;

Figura 4 - é uma representação da seção transversa! de uma configuração adicional proposta para o dormente ferroviário;

Figura 5 - é uma representação da seção transversal de uma configuração adicional proposta para o dormente ferroviário;

Figura 6 - é uma representação da seção transversa! da configuração estrutura! proposta para o dormente ferroviário e exibida na figura 5, ilustrando suas configurações preferenciais;

Figura 7 - é urna representação da seção transversal de uma configuração adicional do dormente ferroviário proposto na presente invenção;

Figura 8 - é uma representação adicionai da seção transversal da configuração do dormente ferroviário exposta na figura 7, ilustrando suas dimensões preferenciais;

Figura 9 - é uma representação de uma configuração adicionai proposta para o dormente ferroviário proposto na presente invenção, tal configuração compreendendo uma ranhura de sustentação;

Figura 10 - é uma representação de uma configuração adicionai proposta para o dormente ferroviário proposto na presente invenção, tal configuração compreendendo uma pluralidade de ranhuras de sustentação;

Figura 1 1 - é uma representação de uma configuração adicional proposta para o dormente ferroviário proposto na presente invenção, tal configuração compreendendo uma pluralidade de dentes de ancoragem; Figura 12 - é uma representação de uma configuração adicionai proposta para o dormente ferroviário da presente invenção, tal configuração compreendendo a superfície de contato projetando-se além das paredes de ancoragem e revelando ainda pontos de sustentação duplos, em que a figura 12 (a) revela ainda uma ranhura de sustentação, a figura 12 (b) revela pontos de sustentação duplos, a figura 12 (c) revela uma pluralidade de ranhuras de sustentação e a figura 12 (d) revela uma pluralidade de dentes de ancoragem;

Figura 13 - é uma representação de uma configuração adicional proposta para o dormente ferroviário da presente invenção, tal configuração ilustrando a configuração em que a superfície de contato não projeta-se além das paredes de ancoragem e compreendendo ainda pontos de sustentação duplos que projetam- se para o interior do setor oco, em que a figura 13 (a) revela ainda uma ranhura de sustentação, a figura 13 (b) revela pontos de sustentação duplos que se projetam para o interior do setor oco, a figura 13 (c) revela uma pluralidade de ranhuras de sustentação e a figura 13 (d) revela urna pluralidade de dentes de ancoragem;

Figura 14 - é uma representação da seção transversal da configuração estrutural proposta para o dormente ilustrado na figura 13 (c), destacando suas dimensões preferenciais; Figura 15 - é uma representação adicional da seção transversal de uma configuração estruturai proposta para o dormente ferroviário;

Figura 16 - é uma representação da seção transversal de uma configuração estrutural proposta para o dormente ferroviário, destacando suas paredes interna, externa e sua camada intermediária; Figura 17 - é uma representação da seção transversal de uma configuração adicional do dormente ferroviário proposto na presente invenção, tal configuração compreendendo ainda a superfície de apoio conforme ilustrado na figura 17 (a), a figura 17 (b) ilustra ainda uma pluralidade de ranhuras de sustentação, a figura 17 (c) ilustra ainda uma pluralidade de dentes de ancoragem e a projeção das superfícies de apoio e contato além das paredes de ancoragem e a figura 17 (d) ilustra uma pluralidade de dentes de ancoragem.

Figura 18 - é uma representação em perfil de uma malha ferroviária que compreende o dormente ferroviário proposto na presente invenção, ilustrando ainda os blocos de fixação; Figura 19 - é uma representação da fixação do dormente ferroviário a um bloco de fixação e fazendo uso ainda de um elemento de fixação disposto de modo transversal ao dormente;

Figura 20 - ilustra possíveis configurações estruturais para os blocos de fixação a serem utilizados em conjunto com o dormente ferroviário proposto na presente invenção;

Figura 21 - ilustra configurações adicionais para os biocos de fixação a serem utilizados em conjunto com o dormente ferroviário proposto na presente invenção; e

Figura 22 - ilustra a fixação do dormente ferroviário proposto na presente invenção por meio de chapas metálicas, em que a figura 21 (a) ilustra a utilização de uma chapa metálica de menor dimensão quando comparada a chapa metálica ilustrada na figura 21 (b). Figura 23 - ilustra a fixação do dormente ferroviário exibido na figura 17 por meio de chapas metálicas, em que a figura 23 (a) ilustra uma chapa única e a figura 23 (b) ilustra chapas segmentadas.

A presente invenção refere-se a um dormente ferroviário 1 (também referenciado como dormente 1 ).

Estruturalmente, e em referência as figuras 1 a 16, o dormente 1 proposto na presente invenção compreende um setor oco 4, possibilitando assim que o lastro utilizado na malha ferroviária penetre e seja compactado no interior do dormente 1 , aumentando assim a rigidez do conjunto dormente e lastro. As figuras 1 a 16 ilustram configurações estruturais preferenciais propostas para o dormente ferroviário 1 , em que todas estas mantêm a característica referente a conformação do setor oco 4 bem como ao material (composto) utilizado. As peculiaridades de cada configuração serão abordadas a seguir. Em referência a figura 1 , o dormente 1 proposto é utilizado para a fixação de ao menos um par de trilhos 2,2' de uma malha ferroviária. Deve ser mencionado que o dormente 1 é apto a utilização em malhas ferroviárias simples, dotadas de apenas um par de trilhos 2,2', tal como exposta na figura 1 (a), ou ainda pode ser utilizado em pontos da malha ferroviária que compreendem diversos trilhos, tal como exposto na figura 1 (b).

A figura 1 faz referência ainda a uma superfície de contato 3 do dormente 1 proposto, dita superfície 3 configurada preferencialmente como uma superfície plana para a disposição de cada trilho 2, 2' da malha ferroviária. A figura 2 ilustra uma vista em corte de uma primeira configuração estrutural proposta para o dormente ferroviário ilustrado na figura 1 . Nota-se a superfície de contato 3, de forma preferencialmente plana, em que a partir desta projetam-se paredes de ancoragem 5 e 5 ^" , delimitando assim o setor oco 4 anteriormente mencionado. Mais especificamente, e em referência a figura 2, o setor oco 4 é delimitado a partir da superfície de contato 3 e por meio de paredes de ancoragem 5,5'. Assim, estabelece-se uma porção livre 17 adjacente às paredes de ancoragem 5,5' e oposta a superfície de contato 3. Em outras palavras, a configuração proposta para o dormente ferroviário 1 estabelece uma forma em "U" invertido.

Assim, a porção livre 17 deve ser entendida como a porção (face) vazada (aberta, livre) do setor oco 4, porção esta que permite que o lastro da malha ferroviária penetre no interior do dormente ferroviário 1 , e mais especificamente do setor oco 4. A porção inferior das paredes de ancoragem 5,5', ou seja, a porção que sustenta o dormente 1 ao solo, é referenciada como pontos de sustentação 7, 7\ tais pontos de sustentação 7, 7' opostos aos pontos de associação entre a superfície de contato 3 e as paredes de ancoragem 5,5'.

Em referência as figuras 3 e 4, as paredes de ancoragem 5, 5' delimitam uma primeira largura L-i do dormente ferroviário 1 proposto. Tal como exibido na figura 3, e considerando uma espessura E preferenciai para o dormente 1 , a primeira largura L-i é delimitada pelas porções mais externas (paredes externas) das paredes de ancoragem 5,5 ^" , ou seja, as porções não adjacentes ao setor oco 4, Em relação aos pontos de sustentação, estes podem assumir diferentes configurações estruturais para o dormente 1 proposto, tal como exibido nas figuras 2 a 4.

A configuração exposta nas figuras 2 e 3 é referenciada como pontos de sustentação simples 7,7 ^" , configuração em que a espessura de contato do dormente 1 ao solo é configurada como a própria espessura E do dormente 1 .

Já a configuração exposta na figura 4, e mais especificamente na figura 4 (a), apresenta pontos de sustentação duplos 8,8', configuração esta em que a espessura de contato do dormente 1 ao solo apresenta dimensões superiores a espessura E do dormente 1 , Mais especificamente, a distância entre os pontos de sustentação 7,7' exibidos na figura 3 e os pontos de sustentação 8,8' exibidos na figura 4 (figura 4(b)) definem uma segunda largura L ₂ do dormente ferroviário. Assim, na configuração em que pontos de sustentação simples 7,7' são utilizados, a primeira largura Li possui dimensões iguais à segunda largura L ₂ , tal como exibido na figura 3.

Já na configuração em que pontos de sustentação duplos 8,8' são utilizados, a primeira largura Li é inferior a segunda largura L ₂ , tal como exibido na figura 4, mais especificamente na figura 4 (b).

A figura 5 ilustra uma terceira configuração estruturai válida para o dormente 1 proposto. Nesta, nofa-se os elementos previamente abordados nas configurações anteriores, tal como superfície de contato 3 e paredes de ancoragem 5,5'.

A proposta exibida na figura 5 faz uso de pontos de sustentação simples 7,7', estabelecendo assim dimensões iguais para as primeira e segunda larguras Lj e L ₂ , respectivamente (tal como observado da figura 6). Visando potencializar a sustentação do dormente ferroviário 1 proposto na presente invenção, tem-se ainda na configuração exposta nas figuras 5 e 8 uma ranhura de sustentação 9 , tal ranhura 9 projetando-se a partir da superfície de contato 3 e em direção ao setor oco 4 do dormente ferroviário 1 , A figura 7 ilustra uma configuração estruturai adicional para o dormente ferroviário 1 proposto, configuração esta que faz uso da ranhura de sustentação 9 e de pontos de sustentação 8,8' duplos.

A ranhura de sustentação 9 pode projetar-se através de toda a altura do setor oco 4, tal como ilustrado nas configurações expostas às figuras 6 e 7, ou, de maneira alternativa, esta pode se projetar levemente a partir da base de sustentação 3 e em direção ao setor oco 4, tal como ilustrado na figura 9.

Em urna configuração estrutural adicional, as ranhuras de sustentação 9 projetam-se ainda a partir de ao menos uma das paredes de ancoragem 5,5' e em direção ao setor oco 4 do dormente ferroviário 1 . Tal configuração é exposta na figura 10, nota-se que esta proposta compreende uma ranhura de sustentação 9 projetando-se a partir da superfície de contato 3 e uma ranhura de sustentação projetando-se a partir de cada parede de ancoragem 5 e 5'.

Uma configuração estrutural alternativa para o dormente ferroviário poderia compreender as ranhuras de sustentação 9 projetando-se a partir somente das paredes de ancoragem 5,5', ou, ainda, projetando-se a partir de somente uma das paredes de ancoragem 5 ou 5'. Ainda, a quantidade de ranhuras de sustentação 9 exibidas nas figuras não deve ser considerada como uma característica limitativa da presente invenção. O dormente ferroviário 1 proposto pode compreender ainda uma pluralidade de dentes de ancoragem 12, tais dentes de ancoragem 12 preferencialmente dispostos em ao menos uma das paredes de ancoragem 5, 5'.

Mais especificamente, os dentes de ancoragem 12 são dispostos na porção das paredes de ancoragem 5,5' não adjacentes ao setor oco 4, ou, ainda, visando uma melhor compreensão, os dentes de ancoragem 12 são dispostos nas paredes externas das paredes de ancoragem 5,5 ^' .

Tal como observado a partir da figura 1 1 , os dentes de ancoragem 12 são configurados como recessos (reentrâncias, canais) que percorrem, preferencialmente, todo o comprimento do dormente.

Os dentes de ancoragem 12 não interferem nas características mecânicas do dormente 1 , mais especificamente, tais dentes 12 proporcionam uma maior ancoragem do dormente 1 ao lastro, possibilitando que o lastro penetre no interior de cada um dos dentes de ancoragem 12. Adicionalmente, a disposição dos dentes de ancoragem 12 proporciona ainda economia de material e otimização na fabricação do dormente 1 .

Em configurações alternativas, o dormente ferroviário 1 poderia ser configurado de modo que a superfície de contato 3 projete-se além das paredes de ancoragem 5, 5', tal conforme exposto na figura 12 da presente invenção. IMota-se que tais configurações fazem uso de pontos de sustentação duplos 8,8' em que a figura 12 (a) ilustra o dormente 1 compreendendo uma ranhura de sustentação 9 projetando-se a partir da superfície de contato 3 e em direção ao setor oco 4, já a figura 12 (b) ilustra o dormente sem qualquer ranhura de sustentação 9 em seu setor oco 4. A figura 12 (c) ilustra o dormente 1 dotado de ranhuras de sustentação 9 a partir da superfície de contato 3 e também a partir das paredes de ancoragem 5,5' e, por fim, a figura 12 (d) ilustra o dormente 1 dotado de uma ranhura de sustentação 9 a partir da superfície de contato 3 e também dotado de dentes de ancoragem 12. Nas configurações em que o dormente ferroviário 1 compreende pontos de sustentação duplos 8,8', tais pontos 8,8' podem se projetar para o exterior do setor oco 4 (tal como exibido na figura 12), ou, alternativamente, tais pontos de sustentação 8,8' podem se projetar tanto para o exterior do setor oco 4 quanto para seu interior, conforme configuração exibida na figura 13. Em uma configuração alternativa, os pontos de sustentação 8,8' poderiam se projetar apenas para o interior do setor oco 4. Neste caso a segunda largura L ₂ do dormente assumiria uma dimensão igual a primeira largura Li .

As configurações expostas na figura 13 são semelhantes às da figura 12 com relação a disposição das ranhuras de ancoragem 9, nofa-se apenas que na figura 13 a superfície de contato 3 não projeta-se além das paredes de ancoragem 5,5\

Apresentadas as configurações estruturais propostas para o dormente ferroviário 1 , suas dimensões preferenciais são abordadas abaixo.

A espessura E do dormente 1 preferencialmente assume um valor de 2 centímetros (cm), de modo que valores na faixa de 1 à 4 centímetros seriam aceitáveis. Nas configurações em que o dormente 1 compreende os dentes de ancoragem 12, tais dentes compreendem uma espessura Ei entre 0,2 à 0,5 cm.

Assim, e em referência específica a figura 1 1 , tem-se que cada um dos dentes de ancoragem 12 é dotado de uma espessura Ei (espessura dos dentes de ancoragem Ei) que preferencialmente encontra-se na faixa de 0,2 cm à 0,5 cm.

Ainda em referência a figura 1 1 , a altura hi de cada dente de ancoragem 12 assume valores preferenciais entre 0,5 à 2,0 cm.

Para qualquer uma das configurações propostas para o dormente ferroviário 1 , a primeira largura preferencialmente equivale a 24 cm, de modo que valores na faixa de 18 à 30 cm seriam aceitáveis.

As configurações que fazem uso de pontos de sustentação duplos 8,8' (projetando-se tanto internamente e externamente ao setor oco 4) estabelecem uma segunda largura L ₂ preferencial de 32 cm, de modo que valores na faixa de 19 à 48 cm seriam aceitáveis, desde que, obviamente, a segunda largura L ₂ (pontos de sustentação duplos) seja superior a primeira largura L _¾ (pontos de sustentação simples).

Na configuração em que os pontos de sustentação duplos 8,8' projetarn-se apenas para o interior do setor oco 4, a segunda largura L ₂ assumirá um valor igual a primeira largura L Em relação a largura dos pontos de sustentação duplos 8,8', referenciada como terceira largura L ₃ (figuras 4, 8, 1 1 e 14), esta preferencialmente equivale a 6 cm (figuras 4,8 e 1 1 ), de modo que valores na faixa de 1 ,5 à 12 cm seriam aceitáveis. No caso da configuração exposta na figura 14, tem-se uma terceira largura preferencial L ₃ de 10 cm, em que uma faixa de 2 à 20 cm é aceitável.

Quanto a altura do dormente ferroviário 1 proposto na presente invenção, esta é referenciada como uma primeira altura H e preferencialmente equivale, para qualquer uma das configurações propostas, a 19 cm, de modo que valores na faixa de 14 à 20 cm seriam aceitáveis. Nas configurações que fazem uso da ranhura de sustentação 9, tem-se que tal elemento projeta-se a partir da superfície de contato 3 em valores na faixa de 0,5 cm à 19 cm, estabelecendo assim uma altura da ranhura de ancoragem h ₃ , conforme figura 1 1 . Obviamente, o limite superior desta faixa representa a configuração em que tal ranhura percorre toda a altura do setor oco 4 (figuras 5 e 6).

A largura da ranhura de ancoragem, referenciada corno L ₄ , assume valores preferenciais entre 0,5 à 3,0 cm.

Para as ranhuras de sustentação 9 que projetam-se a partir das paredes de ancoragem 5,5', deve-se reduzir o limite máximo da altura h ₃ para o valor utilizado na espessura E do dormente ferroviário 1 ,

A associação das paredes de ancoragem 5,5' com a superfície de contato 3 e os pontos de sustentação duplos 8,8' pode ser ortogonalmente realizada, tal como ilustrado nas figuras anteriores, alternativamente, pode ser realizada por segmentos em curvatura, tal como exibido na configuração exposta na figura 15. O mesmo ocorre para a configuração da ranhura de sustentação 9, esta apta a ser ortogonalmente disposta em relação a superfície de contato 3 e paredes de ancoragem 5,5', ou, de maneira alternativa, podendo ser configurada a partir de segmentos em curvatura.

Para que o dormente 1 seja apto a suportar os esforços de seu campo de aplicação, tem-se a necessidade de utilização de um material dotado de elevado módulo elástico (alta rigidez), dotado também de elevada resistência ao impacto, resistência à fadiga e alta disponibilidade de mercado.

Mais especificamente, e de modo apenas preferencial, uma parede interna 13 e uma parede externa 14 do dormente 1 são fabricadas a partir de um primeiro material, preferencialmente um material poiimérico e mais preferencialmente polipropileno puro.

As paredes interna e externa 13 e 14 são delimitadas pela superfície de contato 3 e paredes de ancoragem 5,5', tal como melhor observado a partir da figura 16. Na figura 16, a parede externa 14 é representada peia linha de contorno sólida, já a parede interna 13 do dormente ferroviário 1 é referenciada peia linha de contorno tracejada.

Já a porção interna às paredes 13 e 14, referenciada como uma camada intermediária 15, é preferencialmente fabricada a partir de uma composição que preferencialmente, mas não exclusivamente, compreende o primeiro material, mais preferencialmente uma composição de polipropileno com fibra de vidro, e, mais preferencialmente ainda, uma composição de polipropileno com uma faixa em massa de fibra de vidro preferencialmente entre 5% e 40% (em massa) e mais preferencialmente entre 33% e 37% em massa de fibra de vidro. Deve-se mencionar que a fabricação das paredes interna 13 e externa 14 a partir do mesmo material utilizado na fabricação da camada intermediária 15 (neste caso, polipropileno) é apenas urna característica preferencial da presente invenção. Assim, as paredes 13 e 14 poderiam ser fabricadas em um material diferente ao utilizado na camada 15, desde que, obviamente, forneça a aderência necessária a peça.

Tal característica preferencial no material de fabricação do dormente 1 proposto, em que as paredes interna 13 e externa 14 são preferencialmente fabricadas em polipropileno e a camada intermediária 15 é fabricada em uma composição de polipropileno com fibra de vidro, é válida para todas as configurações estruturais propostas para o dormente ferroviário 1 , e não apenas a configuração exposta na figura 16.

A espessura de cada uma das paredes interna 13 e externa 14 preferencialmente situa-se na faixa de 0,005 à 0,05 cm, já a espessura da camada interna 15 pode ser obtida subtraindo-se a espessura E do dormente ferroviário pelo valor da espessura de cada uma das paredes interna 13 e externa 14.

É importante destacar que a utilização da composição de poiipropiieno com fibra de vidro na camada intermediária 15 deve ser considerada apenas como uma característica preferencial da presente invenção, de modo que qualquer material (composição) dotado de um módulo de flexão superior ou igual a SOOOMPa poderia ser utilizado. Por fim, deve ser entendido que o módulo de flexão deve ser medido (determinado) de acordo com a norma ISO 178.

Para a fixação do dormente 1 proposto aos trilhos 2,2' ferroviários, blocos de fixação 10 devem ser dispostos no setor oco 4 do dormente 1 . Esses blocos tem corno função primária a de permitir a instalação dos tirefonds e instalação das fixações que prendem os trilhos 2,2' ao dormente 1 . Mais especificamente, tais blocos 10 evitam movimentos laterais da via e devem ser dispostos na porção do dormente 1 que situa~se abaixo dos trilhos 2,2', ou, em outras palavras, na porção do dormente 1 oposta ao ponto de disposição dos trilhos na superfície de contato 3.

A figura 18 ilustra uma vista em perfil de uma malha ferroviária em que o dormente 1 proposto na presente invenção é utilizado. Nesta figura, nota-se o dormente 1 , cada um dos trilhos 2,2' fixados à superfície de contato 3 por meio de placas de apoio 20 e tirefões 21 .

Observa-se ainda o setor oco 4 do dormente 1 , em que, quando fixado a uma malha ferroviária, permite que o lastro da via penetre no setor oco 4 e, com a compactação do lastro no setor oco 4, uma maior rigidez ao sistema lastro/dormente será alcançada. Nota-se ainda da figura 18 os blocos de fixação 10 dispostos abaixo de cada um dos trilhos 2,2', tais blocos 10 são configurados como biocos sólidos e podem ser fabricados de madeira, de material reciclado, concreto, polietileno, polipropileno, ainda, podem ser fabricados a partir do mesmo material utilizado na fabricação do dormente 1 , uma composição de polipropileno com fibra de vidro. Nesta configuração preferencial, os biocos de fixação 10 são fabricados de polietileno.

Tais biocos de fixação 10 podem ser fabricados através de diferentes processos, como extrusão, intrusão, injeção e processos de usinagem que utilizam blocos maciços para obtenção do formato final da peça.

Para uma melhor fixação dos blocos 10 ao dormente 1 , elementos de fixação, preferencialmente configurados como parafusos sextavados 26 poderiam ser dispostos de maneira transversal ao dormente 1 , tal como preferencialmente representado na figura 19. As figuras 20 e 21 ilustram formatos propostos para os blocos de fixação 10, é importante mencionar que as configurações estruturais propostas para o dormente ferroviário 1 permitem a utilização de qualquer uma das configurações dos biocos de fixação 10.

As dimensões preferenciais de cada um dos biocos de fixação 10 propostos são descritas a seguir: Em relação a figura 20 (a), este apresenta preferencialmente uma base maior em 60 cm, de modo que valores faixa de 50 à 80 cm seriam aceitáveis.

Sua base menor tem um valor preferencial em torno de 40 cm, a altura preferencial situa-se em 1 õcm, de modo que valores na faixa de 13 à 17 cm seriam aceitáveis e a profundidade preferenciai equivale à 20 cm. Quanto ao orifício disposto em sua porção lateral, este assume um valor preferencial de 20 cm, tanto para sua altura quanto em relação a largura.

Os valores preferenciais para o bioco de fixação ilustrado na figura 20 (b) são de 15x13x20 (Largura x Altura x Profundidade), já para a configuração exposta na figura 20 (c) tem-se valores preferenciais de 7,5 cm para a base menor e 15 cm para a base maior, sua profundidade preferencia! é de 20 cm e sua altura preferencial equivale a 13 cm.

A proposta ilustrada nas figura 20 (d) e 20 (e) revelam blocos de fixação 10 fabricados a partir de um processo de injeção. Nota-se que os blocos 10 ilustrados em tais figuras compreendem diversas estruturas 27 projetadas para o suporte das cargas referentes a disposição dos vagões ferroviários.

Assim, as estruturas 27 combinam resistência e leveza e estabelecem uma nova possibilidade de disposição dos biocos de fixação 10. Nota~se ainda que os blocos 10 revelados nas figuras 20 (d) e 20 (e) compreendem ainda orifícios 28 já projetados para a disposição de parafusos apropriados Deve-se salientar que a disposição e forma das estruturas 27 não deve se limitar as configurações expostas nas figuras 20 (d) e 20 (e).

Ainda, qualquer um dos biocos de fixação 10 abordados na presente invenção e revelados nas figuras 20 (a), 20 (b), 20 (c), 21 (a) e 21 (b) poderiam ser fabricados a partir de um processo de injeção, configurando assim um bioco estruturado (com as estruturas 27).

Quanto as dimensões dos blocos de fixação representados nas figuras 20 (d) e 20 (e), pode-se utilizar preferencialmente os mesmos valores já descritos para o bloco de fixação 10 representado na figura 20 (a). A configuração estruturai do bioco de fixação ilustrado na figura 21 (a) apresenta base maior preferencialmente em 60 cm, de modo que valores na faixa de 50 à 60 cm seriam aceitáveis, sua altura preferenciai é de 15 cm, aceitando valores entre 13 à 17 cm, sua profundidade preferenciai é de 20 cm, já a largura de cada uma das bases adjacentes a cavidade 24 é preferencialmente de 7,5 cm. Por fim, a proposta ilustrada na figura 21 (b) propõe os mesmos valores para a base maior, altura e profundidade aos valores da configuração 21 (a) e uma largura preferencial de 15 cm para cada uma das bases menores adjacentes a cavidade 24. Deve-se mencionar que as dimensões acima comentadas foram abordadas em caráter exemplificativo, não acarretando em uma limitação da presente invenção. Alternativamente a utilização dos blocos de fixação 10, pode-se fixar o dormente 1 por meio das já existentes placas de ferro fundido 25 e ainda por meio de contra chapas metálicas 22 (preferencialmente de aço) fixadas às chapas já existentes (placa 25) por meio de elementos de fixação convencionais 23, tal como parafusos, arruelas de pressão e porcas.

Tal forma de fixação é ilustrada na figura 22, em que a figura 22 (a) tem-se chapas metálicas 22 de menor dimensão quando comparadas a representação da figura 22 (b). A configuração exposta na figura 22 (b), por se dispor por completo entre os trilhos da malha ferroviária, acaba por aumentar a resistência mecânica do dormente 1 . Salienta-se ainda que a quantidade de chapas metálicas 22 utilizadas não deve se restringir a quantidade exposta na figura 22.

Além das configurações estruturais propostas para o dormente ferroviário 1 em que se estabelece o setor oco 4 e sua porção livre 17, a presente invenção propõe também a conformação de um dormente ferroviário 1 ' compreendendo ainda uma superfície de apoio 3'.

Dita superfície de apoio 3 ^! é oposta a superfície de contato 3 e adjacente as paredes de ancoragem 5 e 5'. Desta maneira, o setor oco 4 do dormente ferroviário V é delimitado a partir da associação da superfície de contato 3 com a superfície de apoio 3' e por meio das paredes de ancoragem 5,5'. Assim, nas configurações expostas na figura 17 o dormente V não compreende a porção livre 17, já que seu setor oco 4 é delimitado também peia superfície de apoio 3'.

Vaie destacar que as demais características e configurações propostas para o dormente ferroviário 1 compreendendo a porção livre 17 são também válidas para a configuração do dormente ferroviário V exposto na figura 17 e que compreende a superfície de apoio 3'.

Por exemplo, no dormente ferroviário 1 ' dotado da superfície de apoio 3', é válida a referência as paredes interna 13 e externa 14, bem como a utilização do material e composição já mencionados quando da descrição do dormente ferroviário 1 . Ainda, a referência à utilização dos blocos de apoio 10 é também válida para essa configuração, nesse sentido, a figura 23 ilustra possibilidades adicionais de fixação do dormente ferroviário V em que chapas metálicas 22' são utilizadas (a quantidade de chapas metálicas 22' não deve se restringir a quantidade representada nas figuras). O comentário já realizado na figura 22 (a) a respeito do incremento na resistência mecânica do dormente 1 é também válido para a representação da figura 23 (a). Ainda, tal como se observa na configuração exposta na figura 17 (b), o dormente ferroviário V compreende ranhuras de sustentação 9, estas projetando- se a partir de ao menos uma das superfície de contato 3, superfície de apoio 3' e paredes de ancoragem 5,5'.

Ainda, conforme observado da figura 17 (c), a superfície de contato 3 pode se projetar além das paredes de ancoragem 5,5', juntamente com a superfície de apoio 3' proposta nesta configuração.

Observa-se das figuras 17 (c) e 17 (d) a proposta de disposição dos dentes de ancoragem 12, tal como anteriormente proposto para a configuração do dormente ferroviário 1 em que seu setor oco 4 não compreende a superfície de apoio 3'.

Na configuração exposta na figura 17, os pontos de sustentação simples 7,7' devem ser entendidos como a proposta em que a superfície de contato 3 e a superfície de apoio 3' não projetam~se além das paredes de ancoragem 5,5', tal como figuras 17 (a), 17 (b) e 17 (d). Já os pontos de sustentação duplos 8,8' devem ser entendidos como a proposta em que a superfície de contato 3 e a superfície de apoio 3' projetam-se além das paredes de ancoragem 5,5', tal como a configuração proposta na figura 17 (c).

Em resumo, exceto peia diferença na conformação de seu setor oco 4, o dormente ferroviário V compreende todas as características anteriormente mencionadas para o dormente ferroviário 1 .

É importante mencionar que as configurações ilustradas nas figuras da presente invenção são configurações preferenciais para o dormente ferroviário

1 , 1 '. Assim, e considerando tanto o dormente ferroviário 1 dotado de uma porção livre 17 quanto o dormente ferroviário 1 ' dotado da superfície de apoio 3', é aceitável a proposta de uma configuração não explicitamente exposta nas figuras apresentadas, mas que utilize combinações de características expostas nas figuras.

Por exemplo, e considerando a configuração exposta na figura 17, seria aceitável a proposta de uma configuração estruturai para o dormente ferroviário V que faça uso dos dentes de ancoragem 12 e das ranhuras de sustentação 9, mesmo que as figuras explicitamente não ilustrem tal configuração. As formais estruturais propostas para o dormente ferroviário 1 , 1 ' referenciados na presente invenção são obtidas preferencialmente por um processo de extrusão/coextrusão. Tal processo realizado por meio de uma máquina extrusora convencional, dotada, por exemplo, de ponto de alimentação, canhão e rosca, matriz, calibrador e redutor de velocidade. A configuração estruturai da máquina extrusora não representa o aspecto preferencial da presente invenção, de modo que máquinas extrusoras já conhecidas no estado da técnica podem ser utilizadas para conformação do dormente ferroviário 1 , 1 ' proposto.

Por outro lado, determinados parâmetros e etapas do processo de extrusão devem ser seguidos para correta conformação do dormente 1 , 1 ', tais parâmetros e etapas abordados a seguir:

Em linhas gerais, durante o processo de extrusão deve-se permitir a compactação da composição (estrutura que forma o dormente 1 , 1 ') utilizada dentro do calibrador da extrusora e resfriamento homogéneo de toda a espessura da peça.

O processo proposto compreende a etapa inicial de adicionar a composição utilizada (preferencialmente polipropileno com fibra de vidro) ao alimentador da máquina extrusora e em seguida regular parâmetros de temperatura do cabeçote (zona de fusão) para atender as características do material. Concomitantemente a etapa acima, deve-se adicionar o primeiro matena! polimérico puro (polipropiieno puro, sem fibra de vidro) a uma máquina extrusora auxiliar e fundi-lo.

Em seguida, deve-se adicionar na máquina extrusora, ao mesmo tempo (no mesmo cabeçote), o polipropiieno (puro) fundido juntamente com a composição de polipropiieno com fibra de vidro.

Na sequência, deve-se revestir a composição de polipropiieno com fibra de vidro com polipropiieno puro, estabelecendo assim uma estrutura com a disposição das paredes interna 13 e externa 14 em polipropiieno puro e a camada intermediária 15 em polipropiieno e fibra de vidro. Estabelece-se assim uma estrutura similar ao processo de coextrusão conhecido como ABA, em que a primeira camada (camada A) consiste em um determinado material (neste caso, polipropiieno puro), a camada do meio (camada B) consiste em um outro material, neste caso uma composição de polipropiieno com fibra de vidro e a terceira camada consiste novamente no material A, polipropiieno puro.

Deve-se salientar que a fabricação das paredes interna 13 e externa 14 a partir do mesmo material utilizado na fabricação da camada intermediária 15 (neste caso, polipropiieno) é apenas uma característica preferencia! da presente invenção. Assim, as paredes 13 e 14 poderiam ser fabricadas em um material diferente ao utilizado na camada 15, desde que, obviamente, forneça aderência necessária a peça.

Seguindo a descrição das etapas propostas, após a fusão da estrutura dentro do canhão e da rosca da máquina extrusora, a estrutura fundida é extrudada para dentro da matriz, dita matriz tendo como principal função a conformação da estrutura para uma forma desejada.

Posteriormente, a estrutura ao sair da matriz passa por um calibrador dotado de um sistema de resfriamento interno a base de água. Dito sistema de resfriamento visa manter a estrutura fundida em seu formato finai, além de auxiliar no resfriamento da peça. Ao sair do calibrador a peça ingressa em um sistema para controle da velocidade da máquina extrusora, limitando assim a vazão do processo e possibilitando a compactação sda estrutura dentro do calibrador, evitando assim bolhas e perda de material. Por fim, a peça (estrutura fundida) é cortada em uma dimensão desejada.

É importante destacar que a utilização da composição de poiipropileno com fibra de vidro na camada intermediária 15 deve ser considerada apenas como uma característica preferenciai do processo descrito, de modo que qualquer material (composição) dotado de um módulo de flexão superior ou igual a 5QGQMPa poderia ser utilizado.

Adicionalmente, a composição de poiipropileno com fibra de vidro preferencialmente utilizada compreende preferencialmente uma faixa em massa de fibra de vidro entre 5% e 40%, e mais preferencialmente entre 33% e 37% em massa de fibra de vidro. Dependendo da forma desejada para o dormente ferroviário 1 , 1 ', o calibrador da extrusora pode ser configurado como um calibrador com ou sem vácuo. Em calibradores sem vácuo, propõe-se um comprimento preferenciai entre 0,3 à 0,5 metros, já em um calibrador com vácuo, propõe-se um comprimento preferencial entre 1 à 4 metros de comprimento e vácuo da câmara de resfriamento entre 0 e 0,4 bar.

Desfaca-se que um calibrador sem vácuo deve ser preferencialmente utilizado para a conformação do dormente ferroviário 1 em que seu setor oco 4 é delimitado pela porção livre 17.

Já um calibrador com vácuo é preferencialmente utilizado na conformação do dormente 1 ' em que seu setor oco é delimitado peia superfície de apoio 3'.

Adicionalmente, os seguintes parâmetros preferenciais para a máquina extrusora principal são propostos: o Temperatura da extrusora preferencialmente entre 220 ^< C e 250 ^* €; o Amperagem da extrusora entre 25 e 350 A;

o Pressão do cabeçote preferencialmente entre 15 e 70 bar; O Velocidade da máquina extrusora (velocidade da linha) entre 0, 1 e 0,5 metros/ minuto;

o Rotação da rosca preferencialmente entre 10 e 45 rotações por minuto (rpm);

o Produtividade da máquina extrusora preferencialmente entre 0, 1 e 0,8 quilograma / metro;

Apesar do processo de conformação do dormente ferroviário 1 , 1 ' ter feito referência a um processo de extrusão, deve-se entender que tal característica é apenas uma configuração preferencial da presente invenção, de modo que outros processos poderiam ser utilizados para a conformação estrutural do dormente 1 proposto, tal como um processo de intrusão, injeção ou pultrusão.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente peio teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.