Case de sucesso: Avaliação Estrutural de Transportadores – parte 2

Tempo de leitura: 4 minutos

Para realizar análises de estruturas de máquinas, prédios e transportadores via Método dos Elementos Finitos (MEF), é necessário que o profissional responsável avalie os critérios normativos que tangem o problema e o comportamento do modelo computacional. Esse procedimento é importante para que a avaliação a ser realizada pelo profissional represente o comportamento real da estrutura. Anteriormente, um dos diretores da KOT, Rafael Brasil, fez uma postagem no Blog da empresa introduzindo o MEF. A leitura rápida pode te relembrar alguns detalhes importantes sobre o método! Clique aqui e confira.

Este texto apresenta o relato de um dos Engenheiros responsáveis pela Avaliação Estrutural de Transportadores, descrita no artigo: Case de Sucesso: Avaliação Estrutural de Transportadores – Parte 1. Aqui serão apresentados os impactos que poderiam ter sido gerados no resultado de uma análise estrutural caso as condições de contorno fossem assumidas de forma equivocada

Introdução

Conforme apresentado na análise inicial do transportador, esses equipamentos são utilizados para transportar granéis. Esse transporte é realizado por uma correia transportadora, similar a uma esteira rolante. A Figura 1 mostra um exemplo de correia transportadora.

Figura 1: Correia transportadora. [1]

Para que a correia esteja apta a transportar qualquer material sólido ela deve estar suficientemente tensionada. Esse esticamento provoca esforços de elevada magnitude nas estruturas causando desvios na direção da correia.

Condição de contorno avaliada

Ao iniciar o estudo, a equipe da KOT logo notou o primeiro ponto de atenção nos dispositivos de apoio do transportador do terminal marítimo. 

Os pinos são os elementos de ligação mais encontrados em máquinas e estruturas. Neste caso,  bastava um pouco de falta de atenção para considerar , de forma errônea, que a ligação desse transportador possui comportamento pinado, ou seja, restringe todos os graus de liberdade exceto a rotação em torno de seu eixo Z. 

Todavia, quando o time responsável estava estudando o caso, percebeu que esse dispositivo é composto por dois rolos que permitem a translação em seu sentido X.

Para ilustrar melhor o que uma análise equivocada pode causar, o comparativo dos resultados de cada uma das condições de contorno supracitadas estão apresentados abaixo.

Resultados

A análise errada dos elementos de apoio teria reprovado a estrutura, pois seria considerado que um dispositivo do tipo pino provoca um aumento das solicitações nas regiões de apoio do transportador, como mostra a Figura 2.

Figura 2 – Comparativo entre análises. [2]

Discussão dos resultados

Verificou-se que a empresa que projetou essa estrutura foi assertiva em utilizar um apoio deslizante. Isso se dá pelo fato de que a adoção da liberdade de translação dos rolos, além de reduzir a solicitação na estrutura metálica, também impede que esforços cortantes no sentido longitudinal do transportador sejam transmitidos aos apoios.

Comenta-se ainda, que esses dispositivos deslizantes são apoiados sobre pilares de concreto armado isolados que atingem alturas de quase 30 metros. Esforços cortantes no topo desses pilares, mesmo que de baixa magnitude, causariam momentos fletores elevados nas bases desses pilares.

Nesse sentido, conclui-se que as decisões de projeto reduziram significativamente o custo de incorporação desse equipamento, quando comparadas as duas situações analisadas.

Todavia, sob a ótica de utilização da estrutura, o projeto apresenta deficiências, uma vez que a ausência de restrição horizontal em praticamente todas as treliças do transportador provoca deslocamentos de elevada magnitude, atingindo 4,0 centímetros durante o esticamento da correia e 6,7 centímetros, em casos em que a estrutura sofre recuos devido a temperatura na ordem de 20°C.

A Animação 1 apresenta o deslocamento longitudinal do transportador durante o esticamento da correia.

Animação 1 – Encolhimento da estrutura durante o esticamento da correia. [2]

A Animação 2 apresenta a mesma situação com escala reduzida, evidenciando alguns índices de encolhimento da estrutura em centímetros.

Animação 2 – Enfoque no encolhimento da estrutura para condição de encolhimento da correia. [2]

Conclusão

Foi possível observar que a interpretação equivocada das condições de contorno de uma estrutura pode influenciar nos resultados numéricos.

Nesse sentido, é sempre importante que o profissional responsável pela análise de uma estrutura utilize senso crítico para interpretar os dados de um modelo computacional.A KOT Engenharia possui uma equipe de profissionais qualificados com grande know-how na área de análise de estruturas, que estão preparados para garantir a integridade estrutural dos prédios e máquinas dos nossos clientes. Consulte nossa equipe para maiores informações.

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Equipe KOT Engenharia

Com mais de 27 anos de história e diversos serviços prestados com excelência no mercado nacional e internacional, a empresa promove a integridade dos ativos dos seus clientes e colabora nas soluções dos desafios de Engenharia. Para essa integridade, utiliza ferramentas para o cálculo, inspeção, instrumentação e monitoramento de estruturas e equipamentos.

Referências:

[1] Abecom, (S.I). Disponível em: https://www.abecom.com.br/o-que-e-correia-transportadora/ – Acesso em 31/07/21, às 11:00.

[2] Acervo Kot Engenharia.

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