De que tipo de material são feitas as rodas ferroviárias?

Rodas de ferrovia são geralmente feitas em uma única peça de aço manganês ou aço cromo-molibdênio, ambas ligas com grande resistência ao desgaste, dureza e ductilidade. Um valor habitual de resistência à tracção das ligas de aço utilizadas nas rodas ferroviárias é de 90 kg/mm². Estas rodas monobloco são primeiro cortadas a partir de um bloco de aço redondo, formadas a quente acima de 1000 °C em prensas especiais, laminadas em equipamentos específicos de laminagem de rodas de aço e finalmente submetidas a um tratamento térmico para garantir um acabamento superficial com as características desejadas de atrito e durabilidade[1].

Rodas de trilho antigas costumavam ser construídas em duas peças: uma central e um pneu de aço substituível, cuidadosamente usinadas para que seu diâmetro interno fosse ligeiramente menor que o diâmetro externo do núcleo da roda. Os pneus eram submetidos a expansão térmica para afrouxar e substituir; no entanto, este procedimento, apesar de ser benéfico para a durabilidade do conjunto - os núcleos das rodas eram essencialmente para sempre, enquanto os pneus eram substituídos como indicado pelo seu desgaste - introduziu a possibilidade de problemas de fadiga metálica difíceis de detectar nos pneus, causando potencialmente falhas nas rodas e, portanto, descarrilamento.

Em sistemas ferroviários como os eléctricos, onde as sollicitações mecânicas das rodas são menores (em peso e velocidade) e onde um extra de operação silenciosa pode ser benéfico, as rodas podem compreender mais peças: nomeadamente, um núcleo de roda de aço, um pneu exterior de aço e um anel amortecedor de borracha intermediário. Este desenho de roda, denominado roda resiliente, foi o responsável pelo desastre ferroviário de Eschede[2], onde um trem alemão ICE de alta velocidade descarrilou devido à falha estrutural de um pneu de roda, colidindo com uma ponte ferroviária, matando 101 pessoas e ferindo mais uma centena, em junho de 1998. Rodas resistentes foram colocadas em uso pela Deutsche Bundesbahn para combater problemas de vibração, mas não foram suficientemente testadas para suportar as forças da operação diária de alta velocidade.