Introdução

O manuseio e transporte de grandes cargas é um dos pontos críticos existentes em diversas áreas da indústria. Um dos ativos utilizados para movimentar produtos de grande porte e/ou de grande massa é a ponte rolante. Esses equipamentos proporcionam uma grande facilidade de uso, segurança dos trabalhadores envolvidos e ganho de tempo considerável ao realizar esse manuseio. Tendo isso em vista, é possível concluir que essas máquinas são indispensáveis em contextos industriais. [1]

Muitas das vezes, as pontes rolantes podem ser vistas instaladas nas coberturas de galpões industriais. Os principais componentes desses equipamentos são as vigas, o carro e a talha ou guincho e suas funções estão descritas abaixo.

• Vigas: estrutura por onde o carro fará o movimento;
• Carro: equipamento móvel responsável pelo movimento transversal da carga;
• Talha ou guincho: equipamento responsável pelo movimento de elevação e descida da carga.

Confira neste texto o trabalho realizado pela equipe da Kot de análise estrutural de ampliação de um galpão, com o objetivo de estender o caminho de rolamento de uma ponte rolante!

Análise estrutural

Uma mineradora desejava realizar o aumento na extensão do caminho de rolamento, do eixo 8 para o eixo 11 (Figura 1), de uma de suas pontes rolantes. Para isso, solicitou para a Kot o desenvolvimento da avaliação estrutural do galpão em que o ativo estava instalado, a fim de certificar-se de que a estrutura comportaria a alteração. 

Para a melhor contextualização, seguem algumas definições adotadas para a análise.

• Índice de utilização (IU): Avalia o grau de solicitação ao qual um elemento estrutural está sendo submetido;
• Índice de utilização admissível: Valor definido em norma para aprovar ou reprovar o IU encontrado.

O início do trabalho foi dado pela modelagem da estrutura metálica em elementos finitos com o auxílio do software, desenvolvido pela Kot, PROCAL 3D. Durante a modelagem os materiais em que a estrutura é construída foram considerados. A Figura 1 mostra o modelo em elementos finitos do galpão onde a ponte rolante está instalada.

Após realizar a modelagem em elementos finitos da estrutura em questão, os carregamentos atuantes foram estudados e aplicados no modelo. Alguns dos carregamentos considerados encontram-se listados abaixo.

• Peso próprio: Correspondem às forças devidas à massa de todos os componentes fixos ou móveis do galpão, bem como componentes mecânicos, elétricos e estruturas de suporte;
• Carga devido ao vento: Este caso de carregamento trata da carga de vento que a estrutura é submetida. Os esforços são calculados tendo como base características apresentadas em norma;
• Carregamento da ponte rolante: Corresponde ao carregamento a que a estrutura é submetida em decorrência da presença de pontes rolantes.

Após a definição e aplicação dos carregamentos, a simulação estrutural foi realizada e os resultados encontrados podem ser vistos na Figura 2.

O Gráfico 1 mostra detalhadamente os índices de utilização encontrados confrontados com o índice de utilização admissível.

É possível definir elementos de ligação como os responsáveis por promover a união de partes da estrutura entre si ou da estrutura com elementos externos. Como meios de ligação são utilizados principalmente soldas, parafusos, barras roscadas e pinos. Em suma podemos classificar esses elementos em dois grupos:

• Ligação flexível: Não apresenta resistência aos momentos fletores;
• Ligação rígida: Apresenta restrição total aos momentos fletores.

A sequência do trabalho foi dada pela análise dos elementos de ligação existentes na estrutura e os resultados encontrados  podem ser vistos no Gráfico 2.

Conclusão

Durante a avaliação dos resultados obtidos pelas análises estrutural e de ligação não foram encontrados pontos de não conformidade, portanto a extensão do caminho de rolamento da ponte rolante foi aprovada e a mineradora pôde seguir com seu projeto de ampliação do galpão.

Análises estruturais mostram-se pertinentes para diversas áreas da indústria. Com esses estudos, é possível identificar com precisão os carregamentos e solicitações existentes em ativos industriais e avaliar o comportamento estrutural do equipamento frente aos esforços. Com isso, é possível apontar pontos para realização de reforços que possam ser necessários. O Método dos Elementos Finitos apresenta grande aplicabilidade, pois com ele é possível analisar corpos complexos com maior intuitividade e facilidade com relação aos Métodos Numéricos.

Uma das especialidades da Kot são as simulações estruturais. A empresa está apta a atuar em diversos contextos industriais e domina conhecimentos sobre os ativos presentes nas empresas. Entre em contato com nossa equipe para maiores informações e cotações!

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Referências:

[1] O que é uma ponte rolante e como ela funciona. Kistler Morse, 15 de maio de 2020. Disponível em: https://www.kistlermorse.com.br/post/o-que-%C3%A9-uma-ponte-rolante-e-como-funciona

[2] Acervo Kot Engenharia.