Guindastes e Gruas

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GUINDASTES
E GRUAS
PRATICIDADE E AGILIZAÇÃO DOS PROCESSOS MECÂNICOS
JEFFERSON LEANDRO – RA: 5967770
JOANA S. GOLÇALVES – RA: 5942386
MARIO ADRIANO – RA: 6005618
TIAGO BOTELHO – RA: 5958979
Artigo apresentado ao Departamento de Engenharia Civil das Faculdades
Metropolitanas Unidas – FMU de São Paulo
Orientador: Profa. Anneliese de O. Lozada
Co-orientador: Profa. Maria Angela Basileu
ÍNDICES
RESUMO
1. INTRODUÇÃO
2. HISTÓRIA DOS GUINDASTES
2. ORIGENS
3. GUINDASTES NA HISTÓRIA
3. PRINCÍPIOS MECÂNICOS
1. CAPACIDADE LEVANTANDO
2. ESTABILIDADE DO GUINDASTE
4. TIPOS DE GUINDASTES
1. GUINDASTE MÓVEL
2. GUINDASTE DE TORRE
3. GUINDASTE DA ESTEIRA ROLANTE
4. GUINDASTE FLUTUANDO
5. CONCLUSÃO
6. REFERÊNCIAS
RESUMO
Grua ou guindaste é muito utilizado em todas as áreas de
transporte de cargas pesadas, o artigo em questão se refere à
aplicação na área da construção civil. Cada
um de vocês já vira uma e se conhecem o funcionamento dela,
imaginaram como a tecnologia deste equipamento seria útil na idade
média, auxiliando nas construções das pirâmides, por
exemplo, mas para quem não conhece, vai passar a entender um pouco.
Na construção civil, as gruas ou guindastes são estruturas
temporárias ou fixas ao chão ou móvel, normalmente ao lado
da edificação, usada para elevar as cargas aos andares. O
comprimentode uma grua simples vai de 10 metros há 150 metros podendo
chegar a muito mais.
A grua geralmente é treliçada e composta por duas extremidades,
uma é a pinça que eleva a carga e outro fica o contrapeso, usado
para estabilizar seu peso para que não haja queda, tanto que no
século XVII eram construídos em cima de roças para maior
estabilidade, motores e roldanas com um ou mais cabo. Atualmente existem gruas
e guindastes para todo tipo de trabalho, desde o mais simples ao mais
difícil, tanto na capacidade quanto na aplicação.
Hoje em dia, com tantos novos projetos de construção para ser
realizado como, por exemplo, estádios de futebol, ginásio, e o
grande público que promete comparecer para prestigiar os eventos como
copa do mundo e olimpíadas e entre outros, sem ajuda deste equipamento
não seria possível atender a demanda com menor espaço de
tempo.
Sem ajuda da grua ou guindaste seria quase impossível de fazer uma obra
com qualidade e agilidade, pelo fato de ter cargas muito pesada, que
vários homens demorariam para transportar.
Por tanto, hoje não há como começar uma
construção ou transporte de cargas pesadas sem a ajuda destes
equipamentos. Eles foram, são e continuarão sendo um dos
principais responsáveis pelo desenvolvimento da construção
civil.
Palavras-chave: guindaste, grua, suspenção.
1. INTRODUÇÃO
O guindaste é uma máquina que pode ser usado para levantar e
abaixar materiais e movê-los horizontalmente. Usa-se uma ou mais
máquinas simples para criar essa vantagem mecânica a fim de mover
cargas além da potencialidadenormal de um ser humano.
O guindaste é provavelmente uma invenção grega ou romana,
da qual não existem registros anteriores ao século I A.C. Os
grandes monumentos de pedra anteriores a essa época tais como as
pirâmides do Egito, foram edificados sem auxílio de nenhum
mecanismo de suspensão conhecido. Acredita-se que a sistemática
de elevação de blocos de pedras tenha sido por meio de sistema de
polias (roda presa a um eixo, e cuja circunferência, cavada ou não
de um canal, recebe uma correia da qual uma das extremidades é aplicada
à força e a outra à resistência-carga a ser
elevada). Esse sistema de polias trabalhando em conjunto com cabos é
denominado de talha.
O conhecimento que podemos obter sobre guindastes em registros
históricos é de escritos do arquiteto romano Vitrúvio e de
Héron de Alexandria. O mais simples dos guindastes descritos compunha-se
apenas de uma única estaca fincada no chão, que era erguida e
sustentada por um par de cabos amarrados em sua extremidade superior. Em seu
topo, prendia-se a roldana por onde corria a corda utilizada para suspender os
materiais. Essa corda era normalmente operada por um molinete fixo num dos
lados da estaca, que necessitava ser manipulado por energia humana.
No entanto, esta estrutura apresentavam sérias limitações.
Apesar de a carga poder ser levantada verticalmente, o ângulo em que ela
podia girar, sem haver o desequilíbrio do guindaste, era muito restrito.
Além disso, só poderia ser erguida até a altura das
estacas. Outro problema era a imobilidade do equipamento, tornando ser
necessáriodesmonta-lo a cada etapa da construção. Os
construtores conseguiram superar a maioria desses problemas. A força
humana - utilizada para fazer funcionar o molinete - permaneceu
insubstituível até o advento das máquinas a vapor.
Empresas habituadas com construções de aço e
utilização de equipamentos pesados começaram a oferecer os
guindastes para projetos em grande escala. Com a evolução dos
projetos arquitetônicos, os fabricantes de guindastes acompanharam essa
evolução e novas tecnologias foram desenvolvidas para se poderem
içar cada vez mais cargas pesadas a maiores alturas.
Embora exista uma grande variedade de guindastes em uso, essas máquinas
podem ser divididas em dois grupos principais: os guindastes de ponta e os de
lança. Qualquer modelo, porém, utiliza numerosos
acessórios para os trabalhos de suspensão.
O guindaste é uma máquina que pode ser usado para levantar e
abaixar materiais e movê-los horizontalmente. Usa-se uma ou mais
máquinas simples para criar vantagem mecânica e mova assim cargas
além da potencialidade normal de um ser humano.
O funcionamento de um guindaste depende de uma relação
matemática entre a força utilizável no cabo de aço
e o ângulo em que se encontra o material a ser erguido e força
oposta que é obtida por um contrapeso possibilitando o equilíbrio
estático.
Dispositivos de segurança são projetados e normas de
segurança para reduzir os riscos nas operações são
desenvolvidas por órgãos competentes. Esses maravilhosos
equipamentos foram, são e continuarão sendo um dos principais
responsáveis pelas grandes construçõesda humanidade.
2. HISTÓRIA DOS GUINDASTES
2.1 ORIGENS
Os primeiros guindastes foram inventados na idade antiga (4000 a 3500 a.c) e
eram movimentados por homens e/ou animais, (como os burros). O mais simples era
formado por um poste fincado no chão, sustentados e erguidos por duas
cordas e amarrado ao seu topo, tinha uma roldana para correr a corda. Este
guindaste foi muito usado para construção de muralhas e castelos,
(vemos muito deste tipo de guindaste sendo usada nas obras de periferia onde
são içados baldes de areias). Apesar de ter sido uma grande
invenção tinha inúmeras deficiências, não
tinha tanta mobilidade, só suspendia carga até a altura das
estacas, e com isso era necessário montar e desmontar o mesmo,
várias vezes.
Alguns guindastes eram construídos sobre torres de pedra com a
finalidade de proporcionar maior estabilidade e carregar peso extra. Um dos
primeiros guindastes foi feitos de madeira, mas com a revolução
industrial, que provocou a chegada de novas tecnologias, passou a ser produzido
de ferro fundido e aço.
[pic]
Greco-romana Pentaspastos
2.2 GUINDASTES NA HISTÓRIA
O guindaste para levantar cargas pesadas foi inventado pelo Gregos antigos no
XI século. A introdução do winch e polia o conduz logo a
uma recolocação difundida de rampas como os meios principais do
movimento vertical. Por os dois cem anos seguintes, os locais de
edifíciogregos testemunharam uma gota afiada nos pesos segurados,
porque a técnica levantando nova fez o uso de diversas pedras menores
mais prático do que de poucasmaiores. Também, a prática de
erigir colunas monolíticas grandes foi abandonada praticamente no favor
de usar diversos cilindros da coluna.
Supõe-se que os coordenadores romanos realizaram levantamento de pesos
extraordinários por duas medidas: Primeiramente, como sugerido por
Heron, uma torre levantando foi ajustada acima, cujos quatro mastros fossem
arranjados na forma de um quadrado com lados paralelos, com a coluna no meio da
estrutura. Em segundo, um base de eixos tracionadores foram colocados na terra
em torno da torre, para, embora ter uma relação de força
de alavanca mais baixa, assim os eixos tracionadores poderiam ser ajustado
acima em uns números e em um funcionamento mais elevados por mais homens
(e, além disso, por animais de esboço). Levantar tais pesos
pesados em uma ação concreta requereu uma quantidade grande de
coordenação entre os grupos de trabalho que aplicam a
força aos eixos tracionadores.
Atualmente, os guindastes são formados por uma torre com cabos de
aço, roldanas, e montado num veiculo, podem ser operadas por cabine onde
a um controlador ou operador. Na construção civil esta
invenção foi e é muito utilizada, em toda grande
construção onde o tempo é precioso, temos um guindaste
para nos ajudar.
3. PRINCÍPIOS MECÂNICOS
1. CAPACIDADE DE LEVANTAMENTO
O princípio da alavanca é que permite uma carga pesada unida
à extremidade mais curta do braço ser levantado por uma
força aplicada no sentido oposto à extremidade mais longa do
braço, a relação do peso da carga à força
aplicada é igual à relação doscomprimentos do
braço mais longo e do braço mais curto. Quando a extremidade do
cabo é puxada o sistema da polia entrega uma força à carga
que é igual à força aplicada multiplicada pelo
número dos comprimentos do cabo que passam entre os dois blocos.
2. ESTABILIDADE DO GUINDASTE
Cada guindaste tem sua forma especifica para garantir a estabilidade e bom
funcionamento, ou seja, que o mesmo não venha a tombar. O
caminhão, a carga, as sapatas de apoio, a superfície do
chão, a direção de operação do guindaste,
são itens a serem verificados durante a operação. As
sapatas de apoio devem ficar bem estendidas para obtenção da
melhor estabilidade. As rodas que tocam no solo também ajudam nesse
processo.
A deficiência de estabilidade aumenta em caso de levantamento
oblíquo, na frente do veículo. Isso pode significar que a
capacidade de levantamento do guindaste é reduzida, quando se trabalha
em frente ao veículo ou que a área de operação do guindaste
deve ser limitada a uma área atrás das sapatas de apoio. O solo
também influencia na operação, quanto mais plano melhor
será a estabilidade.
O equilíbrio torna-se crítico nos modelos de torre, muito
empregados na construção civil, sua torre serve de suporte para
um braço horizontal que se prolonga em direções opostas e
em comprimentos distintos, a extremidade mais curta do braço possui um
contrapeso; na outra, o mecanismo de suspensão movimenta-se sobre um
trole. A capacidade de carga aumenta à medida que o trole trabalha mais
próximo da torre central.
4. TIPOS DE GUINDASTES
4.1GUINDASTE FIXO (GRUA)
Posicionada no lado externo da edificação, deve ser estaiada ou
presa ao corpo do edifício. Para desmontar, deve haver espaço no
canteiro para que toda a lança fique no chão após a
retirada das peças da estrutura. Se comparada às
ascensionais, pode ter maior capacidade de carga e tamanho de lança,
além de não interferir no andamento da obra nas lajes.
Também pode ser colocada entre duas torres para atender a ambas em
empreendimentos com mais de uma edificação. Por causa da
relação entre peso e altura, necessita de fundação
própria.
Dependendo do tamanho da lança, há mais risco de interferir nos
imóveis vizinhos. A carga horizontal provocada pelo estaiamento ou
fixação da torre no prédio não pode ser
desconsiderada pelo calculista. Por fim, tem custo médio mais alto que
as ascensionais, já que possui mais peças.
[pic]
(foto de uma obra na marginal pinheiros)
4.2 GUINDASTE MÓVEL
Este tipo de torre desloca-se sobre rodas apoiadas em trilhos. A pequena "ferrovia"
deve ser convenientemente ancorada no solo. Pode atender a diversos
edifícios em condomínios com várias torres, como em
conjuntos habitacionais.
Como não possui estaiamento, nem é presa no corpo dos
edifícios, tem altura limitada.
4.3 GUINDASTE SOBRE ESTEIRAS
É uma máquina operada manual ou automaticamente pelo homem. Um
guindaste sobre esteiras é montado sobre um chassi com um conjunto de
faixas (conhecido como esteiras). As esteiras lhe proporcionam maior
estabilidade e mobilidade de locomoção horizontal no local de sua
operação. Uma de suasprincipais vantagens é que possui um
sistema “shockless stop” também chamado de
“set-up”. É um sistema que retarda gradualmente a sua
velocidade de operação. Faz cada levantamento com pouco ajuste
(uma vez que esteja estável em seus trilhos).
Esse sistema reduz os choques quando o guindaste se aproxima dos limites do
levantamento ou da lança.Eles variam em capacidade de
elevação de cerca de 3.500 á 40 toneladas. O comprimento
máximo da lança é de 48 á 106 metros. Por ser uma
maquina de grande porte sua principal desvantagem é que para
transporta-los é necessário desmonta-los e mover por
caminhões, vagões ferroviários ou navios a sua
próxima localização.
4.4 GUINDASTE FLUTUANTE
São grandes pedaços de máquinas que podem ficar em uma
plataforma na água. Alguns guindastes flutuantes são montados em
um pontão. O pontão é uma estrutura de fundo chato, que
pode suportar o peso do guindaste, porque ele flutua sobre a água como
uma jangada. Esses guindastes são usados em construção de
pontes e portos. Também utilizado para a construção e
dragagem necessário nos portos. Às vezes utilizados para resgate,
para trazer navios afundados para a superfície, carregar ou descarregar
navios de grande porte que não podem ser amarrados a um cais e
também para cargas muito pesadas e difíceis. Ele pode pegar uma
carga muito pesada e depositá-la em outro local com uma precisão
cirúrgica. Correntes de vento e água não afetam a operação
deste equipamento.
É um guindaste que possui duas hélices. Uma das hélices
é fixada á sua estrutura e a outra esta ligada aoarco. Esse
guindaste possui circuitos hidráulico independentes que aciona os
guinchos dianteiro e traseiro, dessa forma o trabalho pesado pode ser feito
muito mais rápido. É uma maquina operada pelo homem que pode se
manipulada do próprio guindaste ou da costa. Alguns guindastes
flutuantes são capazes de levantar cargas muito pesadas com a capacidade
de 10.000 toneladas.
5. Conclusão
Guindaste é uma ferramenta que revolucionou a história da
construção civil, auxiliando no transporte de cargas pesadas. Em
todas as áreas que precise de auxilio na elevação,
movimentação e transporte, existe um guindaste especifico
preparado a atender a necessidade. Entre eles existe o móvel, torre,
esteira rolante e o flutuante conforme abordados neste artigo, entre outros,
cada um desenvolve uma função similar, atendendo o ramo de cada
indústria.
O grande crescimento e desenvolvimento da humanidade demonstrou a necessidade
de também elevar os seus meios de habitação, e com esse
desenvolvimento foi necessário criar um equipamento que auxiliasse
nessas construções, é evidente que com a
criação do guindaste, que é o meio de elevação
de cargas pesadas mais conhecido e mais utilizado desde o século XIV,
encontrou-se este auxilio.
Séculos á séculos, foram feitas inovações
nos guindastes e gruas, trazendo o aperfeiçoamento de seu funcionamento,
para cada vez mais auxiliar na construção civil,seu conceito
iniciou-se a partir dos guindastes: grego antigo, romano antigo. Possibilitando
o desenvolvimento de guindastes inovadores.
Portanto, as informações contidasneste artigo, explicam como
essas grandes monstruosidades da engenharia desenvolveram e agilizaram o
crescimento da humanidade, nos permitindo dizer que o guindaste realmente
levanta sem sobra de duvidas o grande peso do desenvolvimento mundial.
6. REFERÊNCIAS
SITE: http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/pt/Crane_(machine) acesso em 21 de
outubro de 2011.
CAMPBELL, D. H., Guindastes Móveis Hoje. Operating Engineers Training
Institute of
Ontário. Ontário, 1988
CARVALHO, P. M. A., A grua certa: fixa, móvel ou ascensional. (2008)
Site:
http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/71/imprime32522.asp acesso em
21 de
outubro de 2011.
ENGEL, J. B. A segurança na utilização da grua na
construção do edifício. Salvador,
Bahia. Trabalho de Conclusão de Curso - Universidade Católica do
Salvador. 2008
LICHTENSTEIN N. B. O uso da grua na construção do
edifício. Escola Politécnica da
USP. São Paulo, 1987.
AGRADECIMENTOS
A Profa. Anneliese de O. Lozada, queremos agradecer por nos auxiliar a entender
os caminhos do método cientifico e a fazer crescer o entendimento da
pesquisa.
Queremos agradecer a Profa. Maria Angela Basileu, pela preciosa assessoria na
analise ortográfica dos dados deste estudo, demonstrando que os caminhos
do ensino e aprendizagem são divertidos, desafiadores, exigentes e podem
ser cheios de carinho e de Vida.
Finalmente, agradecemos as Faculdades Metropolitanas Unidas - FMU que
permitiram todas as etapas desta pesquisa fazendo com que ela pudesse
existir.[pic]