Aps-ponte

A Competição de pontes de macarrão aconteceu pela primeira vez no Campus Marquês da Universidade Paulista UNIP, com o objetivo de propor aos alunos de graduação em Engenharia no ciclo básico um desafio extraclasse, sem nenhuma exigência de conhecimento específico, mais com a devida importância às exigências de construção da ponte.

Esta ponte teve que seguir as seguintes especificações:

* Vencer um vão livre de 1metro;

* Ter no máximo 20 cm de largura e 50 cm de altura;

* Pesar no máximo 1 kg;

* A ponte deverá estar apoiada em cima de dois canos de PVC de 1/2” com a largura da ponte;

* Ter no centro da ponte uma barra de ferro com a largura da ponte, onde irão ser aplicados os pesos na ponte.

Com base nestas especificações, o modelo adotado pelo nosso grupo, com base em diversos trabalhos já realizados em diversas competições em diversas universidades do Brasil e do mundo, foi o modelo em arco, que demostrou a maior resistência às cargas aplicadas sobre as pontes.

Como não tivemos tempo necessário para fazermos um trabalho mais detalhado e projetarmos milimetricamente nossa ponte, pegamos ideias pela internet, e o grupo decidiu o modelo que nos apresentou ser melhor.

Objetivos do Trabalho:

Este estudo teve como objetivo a construção de uma ponte de macarrão, a qual deverá seguir todos os requisitos e suportar o máximo de carga colocada sobre sua estrutura, foi realizado pelo grupo de 10 alunos, conforme citado na capa, todos regularmente matriculados no curso de Engenharia Básica, 1º e 2° Semestre – sala c25, e supervisionado pelo coordenador e professor Nelson Mancuzo da Universidade Paulista - UNIP.

Para a realização deste trabalho, o grupo teve que respeitar as regras básicas exigidas e estimular a criatividade a fim de desenvolver um bom projeto, construir um bom protótipo e aplicar os conteúdos aprendidos em todas as matérias ministradas até o momento no curso de Engenharia Básica. O grande desafio deste projeto é encontrar soluções para os vários problemas e dificuldades encontradas diante a proposta apresentada bem como as diretrizes e limitações exigidas para a qualificação do projeto.

Para que os objetivos sejam alcançados, é necessário a utilização coordenada dos recursos humanos, financeiros e materiais bem como a determinação de metas e de um período limitado de tempo para a execução das tarefas.

Modelo escolhido

Nosso grupo pesquisou diversos modelos de pontes de espaguete. Para escolha do nosso modelo, nos baseamos nos seguintes critérios: resistência, viabilidade de execução e estética. E dentre os vários modelos de pontes já construídas em competições anteriores por outras instituições de ensino, os modelos detentores de recorde de maior carga suportada são os que possuem formato em arco e raiados. Nosso grupo optou então por esse modelo, que tem alto grau de resistência em sua estrutura, boa estética, mas, em contrapartida, o processo de execução é mais trabalhoso.

Passos para a construção da Ponte de Macarrão:

Material utilizado:

* Macarrão tipo espaguete nº 7 (Barilla).

* Cola: Araldite- 5min e 10 min.

* Barra de construção de 8 mm de diâmetro.

* Cano PVC ½.

* Lixas, canos de PVC, caixas de papelão, gabarito de isopor, fita crepe, durex, filme polietileno e thinner

Ferramentas:

*Lixa rotativa.

*Tesouras.

*Alicates.

*Estilete.

* Réguas

Passo a passo da construção:

Proposta de Roteiro de Cálculo para Dimensionamento das Barras

A partir dos resultados de 6 testes de tração, realizados pelo Prof. Inácio Morsch (Departamento de Engenharia Civil - Escola de Engenharia – UFRGS) e dos resultados de 93 ensaios de compressão de corpos de prova de diferentes comprimentos e formados por diferentes números de fios de espaguete (realizados pelo Coordenador da Competição, Prof. Luis Alberto Segovia González, com seus alunos Luis Henrique Bento Leal, Mário Sérgio Sbroglio Gonçalves, Bruna Guerra Dalzochio, Rafael da Rocha Oliveira e Carlos Eduardo Bernardes de Oliveira), foi redigido pelo Prof. João Ricardo Masuero um roteiro de cálculo para o dimensionamento das barras das treliças das pontes. Os dados e gráficos publicados nesta página estão baseados nos ensaios mencionados e podem ser utilizados livremente, desde que seja citada a fonte e sejam devidamente mencionados todos os autores dos ensaios realizados.

Barras em tração

Para encontrar o número de fios de espaguete necessário, basta dividir o Esforço Normal de tração calculado, pela resistência de cada fio:

Barras em compressão

Para encontrar o número de fios necessários, consideremos que a flambagem ocorre em regime elástico linear, seguindo a equação de Euler. Os dados dos testes de flambagem foram condensados na curva de flambagem abaixo, onde os pontos em azul representam os resultados experimentais, a curva em preto um ajuste de função potência, com coeficiente de determinação de 94%, e os pontos em amarelo os resultados para diversos índices de esbelteza, considerando-se a curva de Euler com um Módulo de Young E = 36000 kgf/cm2 ou 3600 Mpa (N/mm2).

A equação de Euler é:

Onde PCR é o Esforço Normal de compressão que a barra deve suportar, A é a área da seção transversal, l é o índice de esbelteza da barra, lfl é o comprimento de flambagem da barra, r é o raio de giração e I é o momento principal central de inércia da seção.

Considerando-se que a partir de certo número de fios de espaguete, a seção transversal tende