ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA MECÂNICA DOS SÓLIDOS

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ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA MECÂNICA DOS SÓLIDOS
Engenharia Elétrica-EAD
Medidas de segurança para operação de guindaste
Antes de iniciarmos a disciplina, vale a pena verificarmos dados de segurança quanto a utilização dos guindastes.
As máquinas estão cada vez mais modernas e versáteis, o que facilita o trabalho do operador, no entanto, é preciso cuidados e acompanhamento das normas para garantir a segurança dos funcionários, de maneira a reduzir o risco de acidentes.
5 erros fatais relacionados à operação de guindastes
A operação de guindastes geralmente envolve altos riscos, não somente com relação ao patrimônio, mas também com as pessoas em seu entorno, com isso há incidências de erros como:  
1. Falta de atenção ou descaso pode ocasionar acidentes sérios, inclusive com risco de morte;
2. Profissionais sem treinamentos e sem uso equipamentos bem dimensionados;
3. Descuido com a tabela de cargas. Recomenda-se trabalhar com no máximo 75% da capacidade nominal, deixando uma margem para imprevistos como movimentos dinâmicos, ventos ou mesmo ajustes do terreno;
4. Não assegurar que o guindaste esteja centralizado em relação à carga;
5. Rompimento do cabo de aço.
5 medidas de segurança para operação de guindaste
1. Somente operadores treinados e qualificados devem dirigir guindastes.
2. Nunca ultrapassar a capacidade nominal da máquina.
3. Manter informações sobre qualquer falha ou dano com o guindaste. Aguardar o conserto dos defeitos, para depois continuar o trabalho.
4. Nunca puxe, arraste ou levante qualquer carga colocada lateralmente em relação à lança.
5. Não abasteça a máquina com o motor em funcionamento. Incêndios e explosões podem ocorrer da não observância destas simples regras.
Analise a figura abaixo que representa uma grua (também chamada de guindaste ou de pau de carga), que é um maquinário vastamente utilizado na construção civil, indústria, portos e etc. para a elevação e a movimentação de cargas e materiais pesados e posteriormente responda a duas questões:
a) Considere que o contrapeso do guindaste ilustrado na figura acima tenha uma massa de 15 T, pode-se afirmar que a carga máxima, em kg, que poderá ser erguida por este guindaste nas posições 1, 2 e 3, respectivamente, é de:
b) Diante do exposto e da situação estudada, apresente uma análise (utilizando-se dos conhecimentos em mecânica dos sólidos) a respeito de tombamentos que podem ocorrer pelo içamento de cargas, informando em qual momento esse fato é mais propício, quais as variáveis envolvidas, o que deve ser analisado para que esse tombamento seja evitado.
Para facilitar na resolução da atividade iniciarei fazendo o diagrama de corpos livres:
 d1 d2
 
 
 (Ponto de Apoio ou fulcro)
 
 P1 P2 	 
Onde: 
P1:é a força peso do (contrapeso);
P2:a força peso da (carga);
d1: distância entre o contra peso e a haste do guindaste;
d2: distância entre a carga e a haste do guindaste
No enunciado da questão vemos que o contrapeso vale 15t ou 15.103 (P1) e fica a uma distância de 6m (d1), para sabermos qual o valor suportado pelo o guindaste em cada posição utilizaremos a seguinte formula:
P1 * d1 = P2 * d2
Posição 1:
15 * 103 * 6 = P2 * 9
P2= 15 * 103 * 6 / 9
P2= 90 * 103 / 9
P2= 10 * 103 ou 10.000 Kg
Posição 2:
15 * 103 * 6 = P2 * 12
P2= 15 * 103 * 6 / 12
P2= 90 * 103 / 12
P2= 7,5 * 103 ou 7.500 Kg
Posição 3:
15 * 103 * 6 = P2 * 15
P2= 15 * 103 * 6 / 15
P2= 90 * 103 / 15
P2= 6 * 103 ou 6.000 Kg
Carga máxima na posição 1 igual à 10.000kg
Carga máxima na posição 2 igual à 7.500kg
Carga máxima na posição 3 igual à 6.000kg
"Dê-me uma alavanca que moverei o mundo"
Na atividade em questão utilizamos o princípio da alavanca descoberta por Arquimedes (287 a.C. – 212 a.C.). Ele notou que ao aplicar uma força em um ponto da extremidade da alavanca(Fp) e (Fr) é proporcional à relação do comprimento do braço de alavanca medido entre o fulcro e o ponto da aplicação da força aplicada em cada extremidade da alavanca.
· P.A. Ponto de apoio ou Fulcro- coluna vertical;
· F.R. Força resistente – carga;
· F.P. Força potente – contrapeso;
· d1 – Braço de alavanca da força potente;
· d2 – Braço de alavanca da força resistente
No contrapeso pode observar que o mesmo é limitado a 2 graus de liberdade pois é fixo na coluna horizontal do guindaste, o que não permite movimento nos eixos “x” e “Y”, e sofrendo uma força peso P.
A carga não tem limitação de graus, podendo movimentar em todos os eixos “x”, “Y” e “Z”, sofre força peso P.
Na estática estudamos o conceito de equilíbrio estático onde um ponto material permanece em repouso por meio do somatório das forças atuantes nele ser nula. Já na primeira lei de Newton, um corpo fica em seu estado inicial se a derivada dos carregamentos atuantes nele for nula, tanto as forças como os momentos, em outras palavras para a carga se manter em equilíbrio em cada ponto o somatório das forças e dos momentos deve ser igual a zero.
Calculando o momento de cada posição podemos comprovar por que não devemos ultrapassar as toneladas de carga em cada posição.
M0 = F * b, onde F é a força, em Newtons, e b é o braço da força, em metros.
Posição 01:
 6m 9m
 15t ou 150.000N (contrapeso) 10t ou 100.000N (carga)
Contrapeso:
M0= 150.000 * 6.0 = 900.000 N.m
Carga:
M0= 100.000 * 9.0 = 900.000 N.m
Havendo assim um equilíbrio e evitando um tombamento do guindaste.
Posição 02:
 6m 12m
 15t ou 150.000N (contrapeso) 7,5t ou 75.000N (carga)
Contrapeso:
M0= 150.000 * 6.0 = 900.000 N.m
Carga:
M0= 75.000 * 12.0 = 900.000 N.m
Havendo assim um equilíbrio e evitando um tombamento do guindaste.
Posição 03:
 6m 15m
 15t ou 150.000N (contrapeso) 6t ou 60.000N (carga)
Contrapeso:
M0= 150.000 * 6.0 = 900.000 N.m
Carga:
M0= 60.000 * 15.0 = 900.000 N.m
Havendo assim um equilíbrio e evitando um tombamento do guindaste.
Referências:
https://iaco.com.br/medidas-de-seguranca-para-operacao-de-guindaste/
https://www.politecnica.pucrs.br/professores/mregina/ENGENHARIA_-_Resistencia_dos_Materiais_I_-_EM/Resistencia_I_EM_02_Introducao_Equilibrio_Externo.pdf
https://www.em.com.br/app/noticia/especiais/educacao/enem/2015/04/13/noticia-especial-enem,637166/o-principio-da-alavanca-de-arquimedes.shtml
Alavancas: tipos, exemplos, exercícios - Mundo Educação (uol.com.br)
Conteúdo (blackboard.com)(766) Considere que o contrapeso do guindaste ilustrado na figura acima tenha um a massa de 15 T, pode-se afirmar que a carga máxima, em kg, que poderá ser erguida por este guindaste nas posições 1, 2 e 3, respectivamente, é de: - YouTubehttps://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-peso.htm