Atividade de Dilatação Térmica para Engenharia de Produção
Contexto:
Você foi designado para analisar o impacto da dilatação térmica em uma empresa de construção que fabrica vigas de aço para uma grande ponte ferroviária. Durante o verão, a temperatura local pode variar entre
, e a montagem das vigas será realizada nesse período.
Você precisa calcular como a dilatação térmica pode afetar a montagem das peças metálicas, levando em consideração a variação de temperatura e o material utilizado. Além disso, é necessário verificar se há implicações para a segurança e a integridade estrutural da ponte.
Instruções:
- Cálculos:
- Considere que o comprimento inicial de uma viga de aço é de 10 metros e que o coeficiente de dilatação térmica do aço é aproximadamente 0,000012 por grau Celsius.
- Calcule a variação no comprimento da viga quando a temperatura aumentar de
para
.
- Análise Técnica:
- Com base nos cálculos realizados, analise como a dilatação térmica pode impactar o processo de montagem das vigas de aço. Considere que a dilatação pode afetar a precisão do encaixe das peças.
- Quais seriam as possíveis consequências para a segurança da obra caso a dilatação não seja adequadamente considerada durante a montagem?
- Normas Regulamentadoras:
- Considere as implicações das Normas Regulamentadoras (NRs), como a NR-18 (Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da Construção) e a NBR 8800 (Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto), no projeto e na execução da montagem das vigas de aço.
- Como as normas brasileiras podem orientar o engenheiro para minimizar os riscos associados à dilatação térmica? Cite pelo menos duas normas relevantes e explique sua aplicação no caso.
- Parecer Técnico:
- Elabore um parecer técnico individual, no qual você:
- Apresente os cálculos realizados e analise as consequências da dilatação térmica nas vigas de aço.
- Relacione os resultados com as implicações para a segurança no processo de montagem.
- Sugira medidas ou ajustes que a empresa deve tomar para garantir a integridade da estrutura e a segurança dos trabalhadores, levando em conta as normas regulamentadoras.
Entrega:
- O parecer técnico deve ser entregue em formato de relatório, contendo todos os cálculos, a análise dos impactos da dilatação térmica, a referência às normas regulamentadoras pertinentes e as soluções propostas.
Boa Sorte
Contexto:
Você foi designado para analisar o impacto da dilatação térmica em uma empresa de construção que fabrica vigas de aço para uma grande ponte ferroviária. Durante o verão, a temperatura local pode variar entre
Você precisa calcular como a dilatação térmica pode afetar a montagem das peças metálicas, levando em consideração a variação de temperatura e o material utilizado. Além disso, é necessário verificar se há implicações para a segurança e a integridade estrutural da ponte.
Instruções:
Boa Sorte
Passo 1
Beleza, resumindo rapidão: a gente tem uma viga de aço de 10 m que vai doida no calor de 30 °C até 45 °C. O conteúdo é dilatação térmica linear: quando a temperatura muda, o material “esticada” um pouquinho. Pra resolver, vamos precisar da fórmula
onde
onde
-
é o comprimento inicial (10 m), -
é o coeficiente de dilatação do aço (0,000012 /°C), -
é a variação de temperatura (15 °C).
Passo 2
Calcular a variação de temperatura:
Agora aplicamos a fórmula da dilatação linear:
Agora aplicamos a fórmula da dilatação linear:
Isso dá 0,0018 m, ou seja, 1,8 mm de expansão.
Passo 3
Teoria rápida: a dilatação linear aparece porque as ligações atômicas se “afrouxam” com o calor, aumentando o espaçamento. No caso prático, esses 1,8 mm podem parecer pouco, mas numa ponte, cada milímetro conta no encaixe das vigas e na folga projetada entre juntas.
Passo 4
Impacto na montagem e segurança:
- Se a gente montar tudo “no frio” sem prever essa folguinha, na hora do calor as vigas vão bater umas nas outras ou forçar os apoios, gerando tensões extras.
- Tensões concentradas podem causar trincas ou empenamentos.
- A galera de obra pode ter que forçar as peças, aumentando risco de quedas, amassados ou até colapso localizado.
Passo 5
Normas relevantes:
- NR-18 (Condições e Meio Ambiente de Trabalho): exige planejamento da montagem e análise de riscos, incluindo variações dimensionais por temperatura.
- NBR 8800 (Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas): define critérios de detalhamento de juntas e folgas, especificando que o projeto deve prever a dilatação térmica e suportes deslizantes.
(Opcionalmente, NBR 6123 trata de ações térmicas em estruturas.)
Passo 6
Parecer e medidas práticas:
- Incluir juntas de dilatação dimensionadas para 2 mm por viga, garantindo espaço para a expansão.
- Usar apoios deslizantes ou mancais com grelhas que permitam o deslocamento longitudinal.
- Monitorar temperatura durante a montagem e ajustar esforços com macacos hidráulicos, se necessário.
- Atualizar o procedimento interno conforme NR-18, com mapeamento de riscos e treinamento da equipe.
Resposta
Variação de comprimento
. Para evitar problemas de encaixe e garantir segurança, projete juntas de dilatação e apoios deslizantes seguindo a NBR 8800, e implemente o planejamento de riscos da NR-18. Essas medidas asseguram integridade estrutural e protegêm os trabalhadores.