Aula 08 Selecao dos equipamentos de terraplenagem

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Aula 08
Seleção dos Equipamentos de Terraplenagem
Prof. Danilo Bernardes Lourenço
Disciplina: Complementos de Mecânica dos Solos e Fundações
Generalidades
 A seleção do equipamento ideal para as obras de terraplenagem está na análise de todos os fatores que exercem influência no seu comportamento.
A experiência mostra que vários parâmetros precisam ser conhecidos ou determinados para permitir a escolha da frota de máquinas mais indicada. Em muitos casos pode haver mais de uma configuração de frota que satisfaça as condições vigentes, ficando a escolha a critérios pessoais, econômicos e de cronograma.
Fatores que influenciam na escolha dos equipamentos:
Fatores naturais: 
São aqueles que dependem das condições vigentes no local dos trabalhos, como topografia mais ou menos acidentada, natureza dos solos existentes, presença de lençol freático, regime de chuvas etc.
Fatores que influenciam na escolha dos equipamentos:
Fatores de projeto: 
São representados pelo volume de terra a ser removida, as distâncias de transporte, as rampas e as dimensões das plataformas.
Fatores que influenciam na escolha dos equipamentos:
Fatores econômicos: 
Podem ser resumidos no custo unitário do trabalho (custo do metro cúbico movimentado), que, em última análise, é o fator predominante e, frequente, decisivo na escolha a ser feita.
O custo unitário depende, por sua vez, do investimento total, representado pelo custo de aquisição das máquinas da frota e, também, da sua produtividade.
“Em terraplenagem mecanizada”, como já vimos, a natureza, as condições e o volume das obras a executar são os principais fatores a ser verificados na determinação do equipamento mais apropriado. Essa escolha deverá obedecer, sempre que possível e dentro dos meios disponíveis, alguns princípios básicos.
Redução, tanto quanto possível, das inversões de capital;
Equilíbrio de trabalho entre as diversas unidades mecanizadas, a fim de que o rendimento, por máquina, seja o máximo;
Custos unitários de produção sempre que menores do que aqueles que resultariam do emprego de outra máquina ou de outros quaisquer métodos de trabalho.
Fatores Naturais
1 - Natureza do Solo:
Este é o primeiro fator a ser considerado no estudo da seleção do equipamento, devendo ser determinada as principais características físicas do solo, como a granulometria, resistência ao rolamento, representada pelo coeficiente de rolamento, capacidade de suporte à reação das cargas, umidade natural etc.
Fatores Naturais
Quando os solos locais apresentam baixa capacidade de suporte, devido ao excesso de umidade ou a presença de matéria orgânica e resistências de rolamento muito elevadas, esses fatores praticamente já eliminam a possibilidade de tratores de pneus.
Em casos extremos, como por exemplo, os solos argilosos com matéria orgânica, muito úmidos (turfa), com baixíssima capacidade de suporte, nem podem suportar o peso próprio de um trator de esteiras, não restando senão a hipótese de se processar a sua remoção com escavadeiras, dada a impossibilidade de qualquer tráfego de tratores sobre elas.
Quando o greide da plataforma a ser terraplenada interfere com o lençol freático, a umidade em excesso pode reduzir substancialmente a capacidade de suporte do solo, equiparando-o aos solos turfosos.
Fatores Naturais
2 – Topografia:
Topografia local, mais ou menos acidentado, que resulta em rampas, aclives e declives é um fator muito importante a ser levado em conta, pois certos tipos de equipamentos não podem ser empregados, (não conseguem vencer a rampa, por falta de potência ou aderência entre o trem propulsor e o solo). Por outro lado, quando os declives são muito acentuados, a falta de segurança na operação pode levar ao impedimento de sua utilização.
Assim, entre equipamentos do mesmo tipo, alguns, por suas características construtivas, apresentam maiores possibilidades de uso em rampas acentuadas, como por exemplo o “scraper” rebocado por trator de esteiras ou do “motoscraper” com dois motores e tração nas quatro rodas.
3 - Regime de chuvas:
Em certas regiões em que a precipitação pluvial é intensa e/ou frequentes em certas épocas do ano, esse fato deve ser considerado na seleção do equipamento, pois a ocorrência de precipitações frequentes constitui um fator extremamente negativo na produtividade dos equipamentos e, consequentemente, nos custos dos serviços por ele realizados.
Fatores Naturais
Fatores de projeto
1 - Volume a ser removido:
Este é um dos fatores preponderantes na escolha do equipamento a ser utilizado, porque, sendo grande o volume a ser movido, significa um faturamento elevado que permitirá o emprego de máquinas em quantidade e qualidade, implicando grandes investimentos.
Inversamente em pequenos volumes a serem trabalhado têm, como resultado, o emprego de equipamentos de menor produtividade e de menor custo de aquisição.
O volume a ser terraplenado, por outro lado, sendo de pequena expressão, pode resultar em prazos muito curtos para os equipamentos de alta produtividade, o que se torna desaconselhável o seu uso, devido as despesas de deslocamento e o faturamento baixo se comparado ao resultante da utilização mais intensiva das máquinas.
Fatores de projeto
2 – Distância de transporte:
É incontestável que, se considerado individualmente, é o principal fator a ser levado em conta na seleção dos equipamentos.
As operações de carga, descarga, manobras etc. São tempos relativamente curtos se comparados a distância percorrida.
Assim para distâncias consideradas pequenas (menores que 50m), as máquinas de esteiras com lâmina, embora sejam de baixa velocidade (<10,0km/h), são as mais indicadas porque os custos resultantes são igualmente baixos.
Deve se levar em conta que os equipamentos, desenvolvendo velocidades maiores em distâncias curtas, não conseguem atingir a velocidade máxima, pois, durante a aceleração já alcançam a zona do aterro, não se conseguindo o aproveitamento de sua principal vantagem: a velocidade.
Entretanto, para distâncias além de 100 m, o tempo de ciclo do trator de lâmina já se torna muito longo, reduzindo drasticamente a produção.
Para distâncias maiores é mais interessante usar equipamentos que transportam maiores volumes (“scraper” rebocado por trator de esteiras) ou mais velozes (“motoscraper”).
Em distâncias pequenas (50 e 200 m) o “scraper” rebocado é utilizado com mais frequência.
Em distâncias médias (100m a 400 m) o “motoescraper” é mais utilizado, pois desenvolvem velocidades superiores a 50,0km/h.
Os “motoscraper” de grande capacidade e os de dois motores, que desenvolvem até 60,0km/h são mais indicados para faixas de 300 a 750m.
Para distâncias superiores a 900 m o tempo de ciclo das unidades escavo transportadoras já se torna, também, muito grande, exigindo o emprego de várias unidades para suprir a produção individual.
Assim em grandes distâncias é preferível a utilização de equipamentos de baixo custo, o que permite um número grande de unidades na frota de transporte sem, contudo, implicar investimento demasiado alto, e carregados sempre por máquinas escavo carregadoras.
O DMT (Distância Média de Transporte):
É calculado em função da distância e do peso da carga transportada.
							R$ = Ton x Km
Fatores Econômicos
Podemos agora definir os tipos de equipamentos utilizados por faixa de utilização em relação as distâncias para a utilização econômica dos diversos tipos de equipamentos.
É evidente que pela escolha do equipamento levando somente em conta, o custo, deve supor que outras condições sejam satisfeitas pelo equipamento, por exemplo, as rampas, natureza do solo, volumes a serem removidos etc.
Hoje no mercado competitivo em que as obras são licitadas quase exclusivamente mediante critérios de custo, torna-se óbvia a importância da seleção correta do equipamento que conduza aos menores preços unitários.
Por outro lado na realidade a escolha definitiva
da equipe deverá ser feita mediante a estimativa bem realista da produção provável e do seu custo, pelos métodos já citados.
Como são muitos os parâmetros que intervêm na escolha só será possível chegar a uma solução definitiva através do conhecimento de todos os dados do problema, verificando o desempenho de várias equipes diferentes, para, finalmente, concluir, com segurança, qual a mais econômica.
Simulação:
Equipe 02: trator de lâmina de 6,5 m3 de capacidade com335 HP.
Equipe 03: motoscraper de 15 m3 de capacidade com 330 HP.
Equipe 04: motoscraper de 24 m3 de capacidade com 450 HP.
Equipe 05: carregadeira de esteiras com caçamba de 1,5 m3 e caminhões basculantes de 6 m3.
Equipe 06: carregadeira de pneus com caçamba de 3,7 m3 e caminhões fora-de-estrada de 24 m3.
Equipe 07: escavadeira de esteiras (retro) com caçamba de 1 m3 e caminhões basculantes de 8 m3.
Equipe 08: motoescraper de 15m3 tipo “push-pull”.
Conclusões genéricas:
1 - Os equipamentos de grande porte apresentam custos menores em todas as faixas de distâncias de transporte, embora tenham custos horários superiores aos dos equipamentos de menor porte. Isto se explica graças à alta produtividade que apresentam, compensando amplamente aos custos horários.
2 - Nas faixas de distâncias até 80 m, o trator de 335 HP é mais econômico em relação a qualquer das outras equipes.
3 - Na faixa de 100 a 900 m, a equipe n. 3, com motoscraper de 15 m3 de capacidade, é a que apresenta menor custo, com exceção da equipe n. 4.
4 - A equipe n. 6 formada por carregadeira de pneus e caminhões fora-de-estrada. É mais econômica em relação a equipe n. 3, a partir de 900 m e, após 3000 m, se comparada a equipe n. 4, constituída por motoscraper de 24 m3.
5 - As equipes n. 5 e 7, constituídas por carregadeiras ou escavadeiras de porte médio e caminhões basculantes de 6 e 8 m3, tem custos muito próximos em quaisquer distâncias, podendo afirmar que são praticamente equivalentes. Em relação a equipe n. 3 de motoscraper de 15 m3, ela é a mais vantajosa a partir de 2000 m e, se comparada a equipe n. 6 tem custos mais elevados para quaisquer distâncias de transporte.
6 - Entretanto, deve-se considerar que as equipes n. 5 e 7, por utilizarem equipamentos de custo de aquisição muito menor em relação a equipe n. 6, justifica o emprego muito frequente de escavadeiras e caminhões basculantes, em razão do investimento inicial muito baixo, em obras de pequeno porte e para quaisquer distâncias de transporte. Para as obras de grande volume de escavação, torna-se evidente a vantagem do uso da equipe n. 6.
7 - A partir de 150 m, as equipes n. 5 e 7 são mais econômicas em relação aos tratores de lâmina, pelos resultados obtidos na planilha.