Projeto Ponte De Macarrão

Este trabalho trata-se do projeto, construção e ensaio destrutivo de uma ponte de macarrão que vença um vão livre de 100 cm, para isso utilizamos macarrão do tipo Barilla espaguete número 7 e colas, conforme especificado no regulamento da competição. A ponte será dimensionada de modo que atinja o melhor resultado (quociente entre a máxima massa suportada pela ponte antes da ruptura e a massa da mesma).

Breve histórico sobre pontes

Ponte é uma construção que permite interligar ao mesmo nível pontos não acessíveis separados por rios, vales, ou outros obstáculos naturais ou artificiais.

A partir de 1750, começa a era da produção industrial, das máquinas e da energia a vapor e tudo isso é representado também na arquitetura. As construções definitivamente passam a ser voltadas à praticidade, rapidez e economia de tempo e dinheiro, deste modo construir pontes para transpor vales e rios era essencial para fazer a economia acelerar. Modelos foram construídos em arco, utilizando o ferro, tornando-se a referência da época a partir de 1779, quando foi construída a Ironbridge (ponte de ferro), em Coalbrookdale, Inglaterra, eliminando a necessidade de utilizar balsas para cruzar o Rio Severn, o que custava muito tempo às indústrias da região.

A APS - Atividades Práticas Supervisionadas - do 4º Semestre teve como tema: “Ponte de Macarrão”, seu objetivo foi de realizar a construção de uma a partir de espaguete e cola de acordo com um conjunto de regras, e medidas préestabelecidas pela Universidade. A ponte passará por um ensaio destrutivo em forma de competição, determinando a ponte mais resistente e vencedora. Esse trabalho tem como finalidade utilizar-se da competição como forma de motivar os alunos a empregar o conhecimento obtido em sala de aula na prática, relacionando a ciência e a tecnologia com o cotidiano dos alunos.

Material Utilizado Utilizamos macarrão do tipo Barilla espaguete número 7 e colas: de silicone, superbonder, cola quente e durepox (nos nós), tubo PVC nas extremidades de apoio e barra de aço de construção para suporte dos pesos para a competição.

Passo a Passo da Construção da Ponte • Cortamos 17 filetes de 9 cm para a base, colocados perpendicularmente

• Cortamos 10 filetes de 2 cm para a base, sendo 5 filetes para cada lado

• Cortamos 8 filetes de 25 cm para a estrutura em pé reta, sendo 4 em cada lado

• Cortamos 2 filetes de 20 cm para o centro da ponte, um de cada lado

• Cortamos 4 filetes de 20 cm para as pontas da ponte anguladas em 45 graus, dois de cada lado

• Cortamos 4 filetes de 2 cm apoiando os filetes centrais formando um triângulo, dois de cada lado

• Cortamos 4 filetes de 18 cm, centrais formando um losango

• Cortamos 2 filetes de 25 cm, juntando as pontas ao losango central

• Colamos as pontas de todos os filetes com superbonder e cola de silicone

• Montamos a base e colamos as junções com cola quente

• Subimos 2 pilares retos apoiando as laterais

• Subimos mais 2 pilares retos entre o triângulo central e o pilar de apoio para unir a parte de cima (dos dois lados)

• Juntamos o triângulo da lateral ao segundo pilar (dos dois lados)

• Montamos o triângulo central e subimos o pilar central

• Juntamos a parte de cima formando um losango

• Finalizando colocamos durepox nas junções

Definimos o formato e o design da ponte. Iniciamos a construção juntando os fios de macarrão em forma de bastões, para unidos formar a ponte. Depois demos início à construção da base, e fomos subindo a estrutura.

Após isso, formamos a parte superior da ponte e finalizamos reforçando os nós com cola e durepox.

Ilustrações

Ponte finalizada no dia da entrega Ponte no dia da competição após armazenagem

Esboço

Exemplo de geometria com boa resistência

Este tipo de geometria é conhecida como “Viga Pratt com Tabuleiro Superior” – é uma geometria simétrica.

Este foi o tipo de ponte utilizada pelo grupo.

Dados encontrados sobre o macarrão espaguete nº 7: • Número médio de fios de espaguete em cada pacote: 500

• Diâmetro médio: 1,8 m

• Raio médio: 0,9 m

• Área da seção transversal: 2,545 x 10-2 cm2

• Momento de inércia da seção: 5,153 x 10-5 cm4

• Comprimento médio de cada fio: 25,4 cm

• Peso médio de cada fio inteiro: 1 g

• Módulo de Elasticidade Longitudinal: 36000 kgf/cm2 (3600MPa)

• Carga média de ruptura é de 4,267 kgf

Cálculos

Conceitos gerais sobre o equilíbrio dos corpos:

2ª Lei de Newton – Força é o produto da massa de um corpo por sua aceleração. F=mXa

A massa de um corpo, pela ação da gravidade gera a força Peso. P=mXg

Momento é a ação da Força atuante multiplicado pelo braço de alavanca que tende a rotacionar o corpo a partir de determinado ponto. M=FXd

3ª Lei de Newton – Toda ação em um corpo resulta em reação, na mesma direção, porém de sentido contrário, que tende a equilibrar e estrutura.

As ações que os apoios exercem sobre a estrutura são denominadas “reações de apoio”, e será denominada ação a força Peso atuante sobre a estrutura.

1ª Lei de Newton