Como o Tipo de Solo e a Abrasão Rochosa Alteram os Padrões de Desgaste do Conjunto de Rodagem

Fundamentos sobre Tipo de Solo: Como Coesão, Dureza e Umidade Influenciam Desgaste Mecanismos

Solos Cohesivos vs. Não Cohesivos: Assinaturas de Desgaste em Lodo, Argila e Areia

Solos argilosos grudam uns nos outros e retêm água muito bem, formando camadas pegajosas que, de fato, aceleram o desgaste dos trens de rolamento das máquinas devido ao acúmulo e às reações químicas que ocorrem. Quando a argila fica encharcada, adere às esteiras e a outras peças, alterando a distribuição de peso e impondo tensão adicional às juntas metálicas e buchas. Alguns estudos realizados por especialistas em geotecnia em 2023 constataram que isso pode aumentar a tensão em cerca de 40% em comparação com condições secas. Os solos arenosos, por sua vez, comportam-se de maneira distinta. Esses grãos soltos atuam como partículas minúsculas de lixa, com dimensões entre 0,1 e 2 milímetros, que, com o tempo, penetram nas vedações e nos rolamentos. Causam um desgaste abrasivo que começa com pequenos riscos e evolui para trincas maiores. A água também muda totalmente o cenário aqui. A areia úmida desgasta os componentes mais rapidamente — possivelmente cerca de 25% mais do que o normal —, enquanto a argila seca endurece formando uma crosta que desgasta os roletes. Isso explica por que os operadores precisam prestar atenção ao tipo de solo em que estão trabalhando, não apenas à presença de pedras no local. Solos diferentes provocam tipos distintos de danos aos equipamentos.

Dinâmica de Solos Moles vs. Rígidos: Transferência de Carga, Flexão de Componentes e Início da Fadiga

Quando máquinas operam em terrenos moles, o peso se distribui por toda a área, o que faz com que partes do trem de rolamento se deformem mais do que o previsto. Isso leva ao desgaste acelerado dessas peças. Em solo argiloso ou em terrenos soltos semelhantes, os elos da esteira sofrem flexão contínua para frente e para trás. Estudos de Terramecânica de 2024 indicam que as buchas duram cerca de 30 a 50% menos tempo comparadas à operação em superfícies sólidas. A situação agrava-se ainda mais em solos firmemente compactados, pois os impactos se propagam diretamente por todo o sistema. Isso provoca o endurecimento progressivo das superfícies metálicas, tornando-as mais suscetíveis a trincas súbitas, especialmente nas proximidades das rodas tensoras e dos roletes. O problema real surge quando o equipamento transita entre diferentes tipos de condições de solo. Como uma área se assenta de maneira distinta da outra, surgem forças de torção nas estruturas do quadro da esteira. E adivinhe só? A quantidade de umidade presente no solo determina, na prática, a gravidade desses problemas.

Essa interação explica por que condições mistas de solo distorcem os padrões de desgaste — não por meio de degradação uniforme, mas sim por sobrecarga localizada e ciclos de tensão inconsistentes ao longo do trem de rolamento.

Mecânica da Abrasão por Rocha: Quantificação do Impacto nos Componentes da Correia

Modos de Contato Abrasivo: Desgaste por Deslizamento, Impacto e Rolamento nas Sapatas e Buchas da Correia

O desgaste das rochas ocorre por meio de três modos principais de contato: deslizamento, impacto e rolamento. O deslizamento causa, de longe, o maior desgaste nos equipamentos. De acordo com uma pesquisa publicada na revista *Wear* em 2014, o deslizamento gera de 3 a 5 vezes mais perda de material do que o contato por rolamento. Isso acontece porque as rochas, essencialmente, realizam microcortes nas superfícies das placas de esteira ao se moverem lateralmente sobre elas. Quando as máquinas encontram mudanças súbitas no terreno, instala-se o desgaste por impacto, que entorta e deforma as buchas, acelerando ainda aquelas incômodas trincas de fadiga subsuperficial que todos tememos. O contato por rolamento não é tão prejudicial inicialmente, pois provoca apenas fadiga superficial lenta. No entanto, problemas surgem quando pequenas partículas abrasivas ficam presas entre componentes móveis. Os números também contam uma história clara: observações de campo em pedreiras indicam que cerca de 60 a 70 por cento das falhas precoces nas placas de esteira podem ser atribuídas exclusivamente ao contato por deslizamento.

Caminhos de Degradação da Superfície: Pitting, Chipping e Fratura de Borda em Roletes e Rolamentos

Quando pedras esfregam contra peças de sustentação de carga, elas provocam diferentes modos de falha desses componentes ao longo do tempo. O processo de pitting começa a ocorrer após diversos impactos pequenos acumularem força suficiente para superar a resistência local do material. Esses minúsculos pontos de tensão então se desenvolvem em problemas maiores, denominados spalls, que são, de fato, uma das principais causas de travamento completo dos rolamentos de roletes. Especificamente nas flanges de roletes intermediários (idler flanges), observamos com maior frequência outro fenômeno: o desgaste por lascamento (chipping) predomina nesses casos, pois, ao serem atingidas diretamente por pedras, as peças tendem a rachar subitamente, em vez de deformar-se gradualmente. As fraturas nas bordas também se tornam um problema: iniciam-se a partir de pequenas imperfeições deixadas durante a fabricação, quando as peças estão sujeitas a forças de torção. O tipo de rocha também faz grande diferença. Materiais mais duros, como o granito (com classificação de aproximadamente 6–7 na escala de Mohs), aceleram significativamente o desgaste em comparação com rochas mais moles, como a calcária (cerca de 3–4 na escala de Mohs). Estudos sobre padrões de desgaste em estruturas de rodagem (undercarriages) indicam que o granito causa cerca de 40% mais desgaste do que a calcária.

Sinergia Solo–Rocha: Por que Condições de Terreno Misto Aceleram e Distorcem Desgaste Padrões

Rocha Embutida em Argila ou Silte: Abrasão Amplificada e Distribuição Irregular de Carga

Rochas abrasivas ficam presas em solos coesivos, como argila e silte, criando o que chamamos de situação híbrida de alto desgaste no campo. Quando solos úmidos e pegajosos mantêm essas rochas pressionadas contra as esteiras das máquinas, a pressão de contato aumenta consideravelmente. Estamos falando de uma intensidade de desgaste que é, na verdade, três vezes maior do que quando as máquinas operam em terrenos uniformes. O que acontece em seguida? Essas rochas aprisionadas passam a atuar como pequenos abrasivos rotativos, funcionando basicamente como lixa que desgasta pinos e buchas a cada rotação. Ao mesmo tempo, as partes mais moles do solo são comprimidas sob cargas pesadas, enquanto essas rochas embutidas permanecem imóveis, recusando-se a se deformar adequadamente. Isso gera diversos problemas na forma como o peso é distribuído entre rolos e roletes. A tensão acaba concentrada em determinados pontos, levando ao aparecimento de picotamentos e lascamentos, em vez de um desgaste uniforme em toda a estrutura. Não é de surpreender que observemos padrões de desgaste tão distintos nas estruturas de sustentação quando as máquinas operam em condições mistas, comparadas a ambientes puramente rochosos ou lamacentos.

Resposta Operacional: Adequação do Projeto do Trem de Pouso aos Principais Fatores do Terreno

Gestores de equipamentos que desejam reduzir o desgaste prematuro e economizar dinheiro precisam alinhar os projetos do trem de rolamento às principais características do terreno identificadas durante as avaliações de solo e rocha. Ao lidar com solos coesivos, como argila, esteiras mais largas ajudam a distribuir melhor o peso, evitando que as máquinas afundem excessivamente. Em solos arenosos soltos, buchas mais resistentes suportam melhor a ação contínua de abrasão. Ambientes rochosos duros exigem rolos e roletes especiais fabricados com ligas resistentes, capazes de suportar impactos sem sofrer lascamentos ou mordidas. Terrenos moles requerem um tratamento totalmente distinto, com componentes projetados para suportar estresse repetido sem se deteriorarem ao longo do tempo. Situações de terreno misto, onde siltes contêm rochas, apresentam desafios particulares. Essas áreas normalmente exigem configurações robustas combinadas com vedação aprimorada e pontos de contato mais resistentes em todo o sistema. Testes reais demonstram que essas abordagens personalizadas podem aumentar a vida útil dos componentes em cerca de 30% e reduzir reparos inesperados. Em vez de adotar especificações genéricas do tipo 'tamanho único serve para todos', esse método oferece aos operadores resultados concretos baseados no que funciona melhor para cada condição específica do canteiro de obras.

Seção de Perguntas Frequentes

O que são solos coesivos e não coesivos?

Solos coesivos, como a argila, retêm água e se mantêm unidos, enquanto solos não coesivos, como a areia, são soltos e secos.

Como a dureza do solo afeta o desgaste dos equipamentos?

Solos duros podem causar impactos que se propagam através dos equipamentos, levando ao desgaste e possíveis falhas.

Por que as condições de solo misto representam um desafio para a maquinaria?

Condições de solo misto provocam uma distribuição irregular de cargas e aceleram o desgaste dos componentes dos equipamentos.