Atps Resistencia

Projeto e Construção - Ponte de Macarrão

• Resumo das Atividades Propostas:

As estruturas mais antigas inventadas pelo homem foram as chamadas pontes. Foram criadas pela necessidade de se atravessar obstáculos, como rios ou vales, na tentativa de encontrar alimentos ou abrigos. Ganharam grande notoriedade na arquitetura após a revolução industrial, pois construir pontes se tornou essencial para fazer a economia acelerar, significando rapidez e economia de tempo e dinheiro.

A competição para construção e teste de cargas em pontes feitas de macarrão é uma proposta que algumas Universidades do Brasil e do mundo fazem aos seus alunos de Engenharia, com o intuito de motiva-los a empregar os conhecimentos obtidos em sala de aula na prática. No geral, através de analises e pesquisas, o desafio é demonstrar passo a passo a construção do protótipo de uma ponte feita de macarrão bem como o esboço do projeto, cálculos utilizados e o ensaio destrutivo para verificar a quantidade máxima de carga suportada.

• 1- Introdução

Nosso objetivo será construir uma ponte com uma boa resistência, mas que sua montagem e cálculos fossem descomplicados para serem executados. O primeiro passo foi a definição de que tipo de ponte deveríamos utilizar.

Há três tipos principais de pontes:

• Ponte em Viga

• Ponte em Arco

• Ponte Suspensa

A maior diferença entre as três é a distância que elas podem cruzar entre um suporte e outro. As pontes em viga são as mais antigas feitas pelo homem, sua estrutura tem menor capacidade de atravessar longas distâncias. Como para o nosso projeto a distância a se atravessar foi pré-estabelecida em 1m, a estrutura da ponte em viga é suficiente, e são as menos descomplicadas de se calcular e construir.

Cada tipo de ponte lida com duas forças importantes, chamadas decompressão e tração:

• Compressão: é uma força que age para comprimir ou diminuir a coisa sobre a qual está agindo;

• Tração: por sua vez, é uma força que age para expandir ou aumentar a coisa sobre a qual está agindo.

A compressão e a tração estão presentes em todas as pontes, e é trabalho do projeto da ponte lidar com essas forças sem o risco de que a ponte entorte ou rache. Entortar é o que acontece quando a força de compressão ultrapassa a habilidade de um objeto em lidar com essa compressão, e rachar é o resultado do excesso de tração sobre o objeto. A melhor maneira de lidar com essas forças é dissipá-las ou transferi-las.

Dissipar força é espalhá-la sobre uma grande área, fazendo com que nenhum ponto tenha de suportar o impacto da força concentrada. Transferir força é mudá-la de uma área de fraqueza para uma área de força, uma área projetada para suportar a força

Dentre inúmeros modelos de tesouras que existem, para que nosso protótipo ficasse rígido e com boa resistência, escolheremos o modelo de tesoura proposto por Warren

(Figura 1).

Viga Warren com tabuleiro inferior

Figura 1

• 2- Desenvolvimento

Etapa 1

Compreender o dimensionamento da tensão normal do material usado neste projeto, neste caso o macarrão.

1.1- Passo 1

Na antiguidade:

As primeiras pontes teriam surgido de forma natural pela queda de troncos sobre os rios, processo prontamente imitado pelo Homem, surgindo então pontes feitas de troncos de árvores ou pranchas e eventualmente de pedras, usando suportes muito simples e traves mestras.

Com o surgimento da idade do bronze e a predominância da vida sedentária, tornou-se mais importante a construção de estruturas duradouras, nomeadamente, pontes de lajes de pedra. Das pontes em arco há vestígios desde cerca de 4000 a.C. na Mesopotâmia e no Egipto, e, mais tarde, na Pérsia e na Grécia(cerca de 500 a.C.).

A mais antiga estrutura chegada aos nossos dias é uma ponte de pedra, em arco, situada no Rio Meles, na região de Esmirna, na Turquia, e datada do século IX a.C.

Na antiguidade os contrutores não contavam com os atuais estudos nem como os equipamentos de medições e dimensionamentos;nos tempos atuais, com toda infraestrutura tecnológica, e equipamentos pesados que temos a disposição, é fácil chamar as pontes mais antigas de “primitivas". Mesmos sem os cálculos de engenharia e os testes de materiais usados atualmente, o raciocínio lógico das estruturas esteve presente na mente dos antigos construtores de pontes. Através do teste e do erro, construíram estruturas tão bem projetadas e sólidas que sobrevivem por séculos, até os dias atuais.

As novas pontes serão certamente construídas de forma mais económica, segura e com maiores níveis de qualidade.

Desenvolvimentos nas técnicas de construção, manutenção e reabilitação de pontes, com a introdução de novas técnicas construtivas e novos materiais (alumínio, fibra de vidro) ou evolução das características dos já utilizados (betão,aço).

Quando é construída sobre um curso de água, o seu tabuleiro é frequentemente situado a altura calculada de forma a possibilitar a passagem de embarcações com segurança sob a sua estrutura. Quando construída sobre um meio seco costuma-se chamar pontes de viaduto como uma forma de apelidar pontes em meios urbanos. Do contrario não pode ser usado já que um viaduto é uma ponte que visa não interromper o fluxo rodoviário ou ferroviário, mantendo a continuidade da via de comunicação quando esta se depara e têm que transpor um obstáculo natural constituído por depressão do terreno (estradas, ruas, acidentes geográficos, etc.), cruzamentos e outros sem que este seja obstruído.

Em nossos dias

Ponte Akashi-Kaikyo.

É de esperar desenvolvimentos nas técnicas de construção, manutenção e reabilitação de pontes, com a introdução de novas técnicas construtivas e novos materiais (alumínio, fibra de vidro) ou evolução das características dos já utilizados (betão,aço).

O futuro

Um salto importante estará no advento das chamadas