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UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA CAMPUS SOROCABA VAGNER APARECIDO DA SILVA – RA. B74436-7 – T. EC3Q17 CAMILA MOTTA FERNANDES – RA. B733FC-8 – T. EC3P17 JONAS FERREIRA DA SILVA – RA. B865HI-5 – T. EC3Q17 LETICIA MACHADO – RA. B665HJ-4 – T. EC3Q17 MARLON DE ALMEIDA GONÇALVES – B5038C-0 – T. EC3Q17 MARTA REGINA DIAS – RA. A28536-9 – T. EC3Q17 NELSON FELIPE VIEIRA DE LIMA – RA. B74DEE-0 – T. EC3Q17 ROMEIA GOMES BARBOSA – RA. B897HJ-2 – T. EC2P17 TAMIRES ZACHEO – RA. B77446-0 – T. EC3Q17 THIAGO VIGNA FARIAS – RA. B90649-9 – T. EC2P17 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS – PONTE DE MACARRÃO SOROCABA 2014 UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA CAMPUS SOROCABA VAGNER APARECIDO DA SILVA – RA. B74436-7 – T. EC3Q17 CAMILA MOTTA FERNANDES – RA. B733FC-8 – T. EC3P17 JONAS FERREIRA DA SILVA – RA. B865HI-5 – T. EC3Q17 LETICIA MACHADO – RA. B665HJ-4 – T. EC3Q17 MARLON DE ALMEIDA GONÇALVES – B5038C-0 – T. MARTA REGINA DIAS – RA. A28536-9 – T. NELSON FELIPE VIEIRA DE LIMA – RA. B74DEE-0 – T. ROMEIA GOMES BARBOSA – RA. B897HJ-2 – T. EC2P17 TAMIRES ZACHEO – RA. B77446-0 – T. THIAGO VIGNA FARIAS – RA. B90649-9 – T. EC2P17 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS – PONTE DE MACARRÃO Atividade Prática Supervisionada apresentada à Coordenação de Engenharia Básica da Universidade Paulista - UNIP – Campus Sorocaba como conteúdo avaliativo integral da disciplina supracitada. Orientador: Profº Dr. Irval Cardoso de Faria SOROCABA 2014 AGRADECIMENTOS Primeiramente a Deus, que é a base de todas as coisas. Às nossas famílias, que nos apoiam e nos dão forças para continuar. À Dona Valéria, pelo espaço cedido para que esse projeto se tornasse realidade. Ao professor Irval Cardoso de Faria pelo auxílio no projeto. Ao nosso querido professor Luis Carlos Ferreira Antunes, que infelizmente não está mais entre nós. A todos que colaboraram de alguma forma para a realização desse projeto. “A Matemática é o alfabeto com o qual Deus escreveu o Universo.” (Galileu Galilei) SUMÁRIO Introdução..................................................................................................................................5 Objetivos do Trabalho..............................................................................................................5 Passos para a construção da ponte de macarrão...................................................................6 Material utilizado......................................................................................................................6 Passo a passo da construção.....................................................................................................7 Esboço do projeto da ponte de macarrão.............................................................................13 Conclusão.................................................................................................................................15 Referências Bibliográficas......................................................................................................15 6 INTRODUÇÃO A definição de ponte pode ser descrita como uma construção que possibilita a ligação de um ponto a outro, transpondo obstáculos, como rios, riachos, vales, lugares altos ou largos. Desde muito tempo, o homem utiliza pontes que surgiram de forma natural, com a queda de troncos de árvores sobre rios, possibilitando assim, sua travessia em busca de suprimentos às suas necessidades. Com o passar do tempo, o homem passou a utilizar utensílios encontrados na natureza, como cipós, pedras, cordas entre outros, para construir suas próprias pontes. A partir de 1750, começa a era da produção industrial, das máquinas e da energia a vapor, surge a necessidade de se construir pontes para fazer a economia acelerar. Modelos construídos em arco, utilizando o ferro, tornaram-se comuns 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 Seven, que custava muito tempo às indústrias. Nas faculdades e universidades do Brasil, a competição de pontes de macarrão é tradição nos cursos de engenharia, pois dá ao aluno, a oportunidade de empregar na prática, os conhecimentos teóricos adquiridos em sala de aula, sendo necessário que o mesmo realize cálculos matemáticos e físicos para a construção da ponte, além disso, oferece ao aluno a oportunidade de conhecer e de se familiarizar com projetos de engenharia. No exterior essa competição é conhecida como Spaghetti Bridge Contest. OBJETIVOS DO TRABALHO O projeto de ponte de macarrão tem como principal objetivo a aplicação dos conhecimentos adquiridos em sala de aula, a integração do grupo para a realização do projeto, a responsabilidade e o comprometimento de cada integrante em relação aos demais, o espírito de trabalho em equipe; características essas necessárias à formação de um bom profissional engenheiro. A ponte de macarrão deverá ser construída utilizando macarrão tipo espaguete marca Barilla nº 7; uso de cola quente ou fria; a ponte não poderá ter massa superior 1000 g; deverá vencer um vão livre de 1m e ainda será submetida a um teste de carga para testar sua resistência. Ela deverá suportar no mínimo 5 kg durante 10 segundos, sendo que a carga será aumentada gradativamente até a sua ruptura. 7 PASSOS PARA A CONSTRUÇÃO DA PONTE DE MACARRÃO Para a realização do projeto, o grupo precisou fazer um planejamento de todas as etapas, para que conseguíssemos cumprir o prazo estipulado pela instituição e para que o teste de ruptura fosse satisfatório. MATERIAL UTILIZADO Para a construção, utilizamos como principais materiais , 02 pacotes de macarrão tipo espaguete nº 7 da marca Barilla, cola epóxi Araldite e 02 tubos de PVC de ½ polegada, com 20 cm cada e 15cm de vergalhão para fixação dos pesos teste. Figura 1 – Representação dos principais materiais utilizados na construção da ponte Fonte: Elaborado pelos autores Como material de apoio, utilizamos placa de isopor, cartolina, fita adesiva crepe 9mm, filme plástico PVC, tesoura, trena, esquadro, régua, lixas, furadeira, estilete, balança de precisão, espátula, alicate, prendedores de roupa e computador com softwares (Word, Excel, AutoCad, Paint). 8 Figura 2 – Representação dos materiais de apoio utilizados na construção da ponte Fonte: Elaborado pelos autores PASSO A PASSO DA CONSTRUÇÃO O grupo reuniu-se na casa de um dos integrantes para decidir os detalhes da construção, o modelo da ponte, divisão de tarefas, fazer relação dos materiais que precisariam ser adquiridos e também a definição do local onde seria efetivada a construção. Quanto à escolha do modelo da ponte, optamos por construir uma ponte treliçada, baseado em um projeto de autoria das alunas Bruna Zakharia, Carlise Shmitz e Tieli Silva, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em novembro de 2011, onde conquistaram o 1º lugar da competição da Universidade. No primeiro final de semana do encontro, fizemos um gabarito de isopor, com as medidas e formato da ponte; separamos o macarrão para iniciarmos a colagem dos fios de tração e compressão. Nos fios de tração, utilizamos 7 fios de macarrão, e não encontramos dificuldade na colagem. Nos fios de compressão, utilizamos 36 fios de macarrão por base, envolvendo um cano de PVC de ½` polegada. Revestimos os canos com plástico filme PVC para facilitar a retirada dos tubos já secos. Na colagem destes, tivemos dificuldade em alinhar os fios de macarrão, pois devido à consistência da cola, os fios escorregavam e com isso, não ficavam alinhados. Com muita dificuldade,conseguimos colar todos os fios e assim formar os tubos de compressão. 9 Figura 3 – Representação do gabarito de isopor Fonte: Elaborado pelos autores Figura 4 – Representação dos fios de tração e compressão construídos Fonte: Elaborado pelos autores No segundo encontro do grupo, confeccionamos os pés da ponte com o auxilio dos tubos de PVC, também foram retiradas as fitas crepe dos tubos, e nos preparamos para iniciar o corte das peças. O grande desafio foi iniciar a montagem da ponte. Utilizamos o gabarito de isopor para posicionar os tubos de compressão de maneira correta. Medimos cada tubo e iniciamos o processo de corte dos tubos, utilizamos para isso, lixa circular e furadeira. Após finalizado o corte, tivemos imensa dificuldade em acertar os chanfros, para que ficassem com a angulação correta e 10 permitissem um perfeito encaixe. Utilizamos lixa, e com muita paciência e determinação alcançamos o encaixe desejado. Antes de colarmos definitivamente, optamos por posicionar os tubos em cima do gabarito de isopor e colar com a fita crepe, para verificarmos se todos os tubos estavam realmente com os encaixes perfeitos. Constatado que estava tudo certo, iniciamos o processo de colagem. Tivemos dificuldade, pois não sabíamos direito por onde começar, se pela parte de cima ou por baixo. Colamos primeiro os pés da ponte, e deixamos secando, e optamos por começar colando os tubos de cima para baixo, sempre apoiando no isopor. Figura 5 – Representação dos tubos de compressão da ponte colados com fita crepe Fonte: Elaborado pelos autores No mesmo encontro, realizamos as emendas dos tubos de tração. Para realizar cada emenda utilizamos 12 fios de macarrão com 2cm cada. Colamos os macarrões cortados na fita adesiva, passamos bastante cola nos fios e então colamos na emenda dos tubos. Construímos também, duas bases de sustentação dos pesos de testes de carga, para isso, alinhamos 32 fios de macarrão lado a lado, passamos bastante cola e esperamos secar. Após a secagem, usamos um transferidor como molde, pois precisávamos de um semi circulo; para cortar, usamos um estilete e lixamos para dar o acabamento. 11 Figura 6 – Representação dos tubos de tração emendados Fonte: Elaborado pelos autores Figura 7 – Representação dos fios de macarrão alinhados para formar a base de sustentação dos pesos Fonte: Elaborado pelos autores No terceiro dia de encontro do grupo, passamos mais uma demão de cola nas emendas dos tubos de compressão e iniciamos o processo de colagem dos fios de tração. Esse processo foi um dos mais difíceis, pois mais uma vez devido à consistência da cola, os tubos escorregavam e não 12 conseguíamos deixá-los na posição correta. Precisamos utilizar fita crepe para travar os tubos de tração nos tubos de compressão, e utilizar prendedores de roupa para fixar os tubos de tração na base de sustentação dos pesos de teste. Esperamos a cola secar e no dia seguinte, colamos os últimos tubos de tração, e passamos outra demão de cola na união dos tubos de tração e compressão. Figura 8 – Representação da ponte quase pronta Fonte: Elaborado pelos autores Figura 9 – Detalhe do uso de prendedores de roupa Fonte: Elaborado pelos autores 13 No ultimo dia do encontro, retiramos a fita crepe e os prendedores de roupa, observamos que estava tudo em ordem e chegamos à conclusão de que estava pronta. Fizemos a pesagem da ponte e chegamos a massa de 0,983 kg, sem descontar os pesos dos canos de PVC e do pedaço de vergalhão, que pesaram respectivamente 0,069 kg e 0,040 kg. Resolvemos fazer uma singela homenagem ao nosso professor de laboratório de eletricidade, que infelizmente veio a falecer no último mês, dando seu nome a nossa ponte. Batizamos ela de Ponte Luis Carlos Ferreira Antunes, uma maneira de eternizar a lembrança de uma pessoa tão querida. Figura 9 – Ponte Luis Carlos Ferreira Antunes finalizada Fonte: Elaborado pelos autores 16 CONCLUSÃO Após realizarmos esse projeto, chegamos à conclusão de que é possível construirmos estruturas reforçadas a partir de materiais que em um primeiro momento, achamos frágeis. Identificamos também a dificuldade de se trabalhar em grupo, de administrar o horário para a realização do projeto. A construção dessa ponte foi o nosso primeiro projeto de engenharia, e observamos o quanto é difícil de se realizar. Acreditamos que essa dificuldade se deva a nossa falta de experiência e também ao fato de que o tempo fornecido pela instituição foi muito curto, levando em consideração que os integrantes do grupo trabalham durante a semana, nos restando apenas o final de semana, nos forçando a acelerar algumas etapas, o que pode ter prejudicado a execução do projeto. Apesar dos pontos negativos, acreditamos que foi uma excelente experiência, que nos proporcionou a ideia de como é se trabalhar com projetos, com pessoas, com prazos curtos, com imprevistos; levaremos essa experiência como bagagem pelo resto de nossas vidas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS O’CONNOR, Colin. Pontes: Superestruturas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1975. O´CONNOR, Colin – Pontes, vol 1 e 2 – São Paulo – Editora da Universidade de São Paulo – 1976. http://www.ppgec.ufrgs.br/segovia/espaguete/papo_roteiro.html, 14:30 - 22/04/2014 http://www.ppgec.ufrgs.br/segovia/espaguete/dados_gerais.html, 14:35 - 22/04/2014 http://www.itti.org.br/portal/imprensa/297-historia-das-pontes.html - acesso em 30/04/14 - 22:18 hs