APS Ponte de Macarrão final 1

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UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia - ICET
Curso de Engenharia
APS - ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
ARAÇATUBA-SP
Novembro, 2017
CARLOS HENRIQUE MIRANDA DOS SANTOS: T4551D1
Trabalho de conclusão do segundo semestre, do ciclo engenharia básico apresentado a Universidade Paulista – UNIP
Araçatuba- SP
		
Novembro, 2017
1 Introdução
Desde os tempos remotos o homem necessita ultrapassar obstáculos em busca de alimentos ou abrigos. As primeiras pontes surgiram de forma natural pela queda de troncos sobre os rios, processo prontamente imitado pelo homem para poder auxiliar na busca de sobrevivência, surgindo então pontes feitas de troncos de árvores ou pranchas e eventualmente de pedras.
Após a Revolução Industrial, as pontes ganharam mais importância, pois construir pontes se tornou essencial para fazer a economia acelerar, significando rapidez e economia de tempo e dinheiro. E é de se esperar que quanto mais o mundo desenvolve-se, mais se desenvolverão as técnicas de construção, manutenção e reabilitação de pontes, com a introdução de novas técnicas construtivas e novos materiais.
	Como ainda somos acadêmicos, os professores viram na construção de uma ponte de macarrão, uma maneira de colocar em prática conhecimentos até aqui já aprendidos e que estarão presentes em construções de pontes reais no futuro.
O presente trabalho relata passo a passo de um trabalho prático que consistiu na análise, no projeto, na construção e no ensaio destrutivo de uma ponte treliçada de macarrão do tipo espaguete.
As pontes são construídas com propósitos experimentais e competitivos. O objetivo é normalmente construir uma ponte com uma quantidade especificada de material sobre um vão específico, capaz de sustentar uma carga. Em competições, a ponte que sustenta a maior carga por um curto período de tempo é a vencedora. 
As competições entre pontes de macarrão surgiram no Brasil com base em várias experiências relatadas por instituições de Ensino Superior do exterior. Tal competição teve grande repercussão no país, e, hoje, grande parte dos cursos de Engenharias utilizam esse experimento como forma de trabalho avaliativo e também como uma ligação entre o conhecimento. A metodologia utilizada na realização do relatório que se segue foi a pesquisa bibliográfica e a pesquisa virtual.
2. Objetivos 
Construir uma ponte utilizando no máximo 1kg de macarrão e cola, capaz de vencer um vão livre de 1,00m e suportar em seu ponto central a carga mínima de 2kg.
O trabalho proposto pela Universidade Paulista como forma de avaliação para a matéria de Atividades Práticas Supervisionadas do 2° semestre de Engenharia, tem como objetivo motivar os alunos para colocarem em prática os conhecimentos adquiridos até aqui e também para que possam desenvolver suas habilidades, entre elas: Aplicar conhecimentos básicos adquiridos durante o estudo da matéria Mecânica da Partícula.
3. Fabricação da Ponte
3.1 Materiais utilizados.
- Massa tipo espaguete nº7 marca barilla
- Cola Branca
- Barra de aço
- Tubos de PVC
- Cola Durepoxi
3.2 Passo a passo da construção.
Realização de pesquisas e estudos na internet para definir o formato, o design e o modo de construção das estruturas.
Após definirmos o tipo de estrutura mais apropriada para o experimento, realizamos um esboço com medidas reais de nossa ponte.
Foto1: Croqui da ponte.
Pré-selecionamos o material e fazermos testes com os mesmos para colocar à prova sua utilidade e resistência. Testamos 2 tipos de cola para a estrutura, Araldite e cola de quente e para a junção das partes utilizamos cola quente e durepoxi. No teste da Araldite vimos instantaneamente que seria a mais apropriada para a confecção da estrutura. Já cola de Biscuit não obtivemos o mesmo sucesso e resolvemos trabalhar somente com a Araldite para junção dos fios das estruturas.
Realizamos a pesagem do macarrão menos que o limite máximo permitido da competição que é de 1 kg para podermos aplicar a cola. Separamos os fios para começarmos a cortar e colar os fios e montar sua estrutura. 
Foto 2: Macarrão utilizado para construir a ponte.
Foto 3: Medição do comprimento dos fios para construção das estruturas da ponte.
Foto 4: Colagem dos fios para formar as barras.
Após a separação dos fios, medimos e cortamos os mesmos para preparação uniforme das barras. Usamos serra para igualar seu tamanho e chanframos as pontas de cada barra e para dar um acabamento melhor utilizamos a lixa d’água.
Foto 5: fios do macarrão colados.
Foram unidas e coladas as barras para a formação da ponte
Foto 6: Estrutura de uma lado da ponte montada.
Após colarmos e montarmos toda a estrutura, realizamos os cálculos baseando-se na pesagem individual de cada barra e na pesagem total da ponte que é de 0,845 kg (peso total de nossa ponte com os tubos de PVC e barra de ferro).
Feitos os cálculos e com 24horas de descanso da ponte para secar totalmente suas partes externas e internas, realizamos um teste não destrutivo da ponte. Na realização desse teste foi colocada uma massa de 2000 gramas na parte inferior da ponte. Enfim a ponte estava pronta para a competição.
Foto 7: Ponte pronta.
4 CÁLCULOS ESTRUTURAIS
4.1 Apresentação do modelo de sustentação para 20 Kg:
Sen 
Sen 
h 0,5 * 28
h 14 cm
Sen 
Sen 
h 0,866 * 28
h 24,25 cm
Cos 
Cos 
Cos 0,5
 arc * cos 0,5
 60º
P = M * G
P = 20 * 9,8
P = 196 N
H = 24,25 + 14 
H = 38,25 CM
4.2 Calculo da reação
- 196 * 28 + Re * 56 = 0
Re = 98N
Ra + Re - 196 N = 0
Ra + Re = 196 N
 Estrutura Simétrica: O valor das reações sempre vai ser a metade do carregamento aplicado.
Ra + Re = 196 
Ra + 98 = 196 
Ra = 98N
5 Conclusão
A realização deste trabalho foi de suma importância para todos os componentes do grupo. Concluímos que a execução do mesmo fez com que adquiríssemos ainda mais conhecimentos na área da Física e da Matemática. Através dele, colocamos em prática aquilo que já tínhamos estudado em sala de aula e também foi mais uma forma de buscarmos novos conhecimentos que ainda não vimos no decorrer das aulas
	Colocamos em prática a Segunda Lei de Newton: F=m*a, que até então só tínhamos visto em teoria e também o princípio da Lei das Alavancas: Quanto maior a distância, menor a força.
 	Ao finalizar o trabalho com o teste do protótipo, conseguimos adquirir experiências que não seriam possíveis apenas dentro da sala de aula. Com os cálculos que aplicamos, verificamos que em nossa ponte atuariam dois tipos de forças: tração e compressão. O fio de macarrão possui mais resistência à tração. Assim, as barras comprimidas precisariam de mais fios de macarrão que as tracionadas. Com isso, pudemos fazer o protótipo de maneira que conseguiríamos atingir o objetivo do trabalho.
	Vale ressaltar que também pesquisamos sobre treliças. E assim, com essas pesquisas, foi possível calcular a força que cada viga suportaria e, à partir disto, o número de fios por viga.
	O tempo gasto para a realização do trabalho foi de duas semanas. Durante esse período, além dos conhecimentos que adquiridos em relação ao meio acadêmico, também aprendemos a trabalhar em grupo. O trabalho em grupo é uma oportunidade de construir coletivamente o conhecimento. Por meio dessa prática, o aluno passa a conviver com o outro e nessa convivência, há uma troca de conhecimentos. Trabalhando em equipe, o estudante exercita uma série de habilidades. Ao mesmo tempo em que estuda o conteúdo da disciplina, ele aprende a escolher, a avaliar e a decidir. Aprende a respeitar e aceitar a opinião do próximo. 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://engenhaanhanguera.blogspot.com.br/2012/03/ponte-de-macarrao.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_de_espaguete
http://www.cpgec.ufrgs.br/segovia/espaguete/
http://technologies.ouc.bc.ca/events/spaghettibridge/index.htmlhttp://www.jhu.edu/virtlab/bridge/truss.htm
http://www.jhu.edu/virtlab/fall01/pics/wie.html
http://www.jhu.edu/virtlab/spaghetti-bridge/
http://www.youtube.com/watch?v=A2Q7y2hnSqU&feature=youtu.be
http://www.cpgec.ufrgs.br/segovia/espaguete/tutorial/solicitacoes/
http://www.ppgec.ufrgs.br/segovia/espaguete/papo.html