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Associação Brasileira de Tecnologia para Construção e Mineração

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julho 12 , 2018

Aperfeiçoar o sistema indireto de basculamento pode reduzir esforços em estruturas de caçambas

Caminhões com caçamba basculante têm importante papel na mineração e construção civil pela capacidade de transporte e disposição de material granulado, como areia e brita. Entre as configurações de sistemas de basculamento acionados por cilindros hidráulicos comumente usados em caçambas basculantes, está o sistema indireto, composto por um mecanismo de quatro barras.   
 
                            Imagem retirada da dissertação de mestrado
 
 
Em algumas circunstâncias, proprietários ou fabricantes de caminhão basculante são incentivados a aprimorar o projeto de sistema indireto deste equipamento. Mudança de requisitos dos clientes, a busca por redução de custos e aumento da qualidade do serviço são alguns dos incentivos. Há também a questão da vida útil dos veículos, pois uma configuração melhorada do sistema indireto de basculamento pode proporcionar alívio de carga sobre o chassi de sustentação da caçamba; este chassi, por sua vez, tem a função de distribuir a carga e aumentar a rigidez do chassi do caminhão.   

O aprimoramento de um sistema indireto de basculamento pode ser feito por método gráfico, com auxílio do sistema CAD, ou por método algébrico, baseado em equações matemáticas processadas por computadores com alto grau de precisão que indicam todas as possíveis posições do mecanismo.   

Para utilizar o método algébrico é necessário conhecer as variáveis geométricas e forças que regem o funcionamento do sistema indireto, ou seja, aspectos dinâmicos de cilindros hidráulicos, mancais e braços, tanto em situações anteriores ao basculamento, quanto em ocasiões de abertura máxima dos cilindros. Dessa maneira, é possível criar algoritmos computacionais onde as equações da geometria e das forças envolvidas são implementadas em uma linguagem de programação. O objetivo do algoritmo é fazer uma varredura por todo o espaço de projeto, por meio de uma análise combinatória, em busca de uma geometria melhorada para o mecanismo. 

Estudos acadêmicos que desenvolveram novas configurações de sistemas indiretos de basculamento pelo método algébrico obtiveram reduções de esforços sobre a estrutura da caçamba. Em outros casos e utilizando o mesmo método, o peso do implemento foi reduzido em 30%. A dissertação de mestrado Análise e Projeto de Sistema de Acionamento para Caçamba Basculante, de autoria de Freddy Johnatan Schulz, orientação de Sonia Oliveira e José Antônio Borges, estudou o tema e foi apresentada na Universidade Federal de Uberlândia (UFU). 

Postado em Revista M&T

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julho 04 , 2018

Balanceamento geométrico de treliças é fundamental para evitar efeitos de torção em gruas

Usadas na movimentação horizontal e vertical de cargas, as gruas são de grande importância em edificações de múltiplos pavimentos e obras de grande porte. Como precisam suportar cargas elevadas e funcionar com segurança e desempenho satisfatórios, o planejamento, escolha e localização das gruas precisam ocorrer durante a etapa de preparação do projeto construtivo. No caso das gruas treliçadas, existem ações de deformação e vibração da estrutura causadas pela movimentação de cargas, que podem ser prejudicais caso não aconteça o correto dimensionamento do equipamento.   
 
                     Foto: Revista M&T 
 

Alguns trabalhos acadêmicos têm estudado o comportamento das gruas com estrutura de treliças. É o caso da dissertação de mestrado Análise de Esforços Mecânicos com Auxílio de Técnicas de Vibrações Estruturais e Extensometria em Pórticos do Tipo Grua, de autoria de Marcelo Henrique Tavares Gomes, orientação de Nilton Silva Maia e apresentada no Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG). Na ocasião, um modelo em escala reduzida de uma grua foi criado, a fim de simular situações de transporte de diferentes cargas e o comportamento da estrutura. Para a devida coleta de dados, o modelo foi dotado de extensômetros, aparelhos que medem o nível de deformação da estrutura, e de acelerômetros, que medem vibrações ao longo de determinado período de tempo.   

Observações importantes podem ser feitas a partir das situações analisadas em laboratório. No modelo em escala reduzida, foi constatado que a estrutura da grua sofreu efeitos de torção. Isso aconteceu porque havia assimetria dos triângulos retângulos que compõe o padrão treliçado na lança da grua, causando um desbalanceamento geométrico. Portanto, a dissertação recomenda que a montagem de gruas seja feita com perfeita simetria transversal das lanças. Além de melhorar o balanceamento geométrico, isso também ameniza vibrações horizontais.   

Assim como conhecer o comportamento da estrutura e os valores das cargas que a grua deverá suportar, outros cuidados devem ser tomados. É fundamental, por exemplo, considerar a questão do solo, dos ventos, e até mesmo abalos sísmicos que possam influenciar os guindastes torre e até provocar o colapso da estrutura. 

Postado em Revista M&T

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junho 28 , 2018

Simulação computacional auxilia produtividade de minas a céu aberto

Em minas a céu aberto o principal desafio é alcançar as metas de produção planejadas, com intuito de incrementá-las. Para isso, o dimensionamento de frotas de equipamentos é muito importante, pois, além de garantir o bom funcionamento das atividades de mineração, a utilização de máquinas representa grande parte do custo operacional das minas a céu aberto - algo entre 50% e 60% do total é referente apenas à combinação Caminhão-Carregadeira.      
                 
                            Imagem retirada da dissertação de mestrado 
 
 
Visando uma adequação funcional entre a gerência de operação de mina e a gerência do planejamento de lavra, é recomendado que diferentes cenários de operação sejam simulados em programas de computador, combinando arranjos diversos de equipamentos e das disposições de minas a céu aberto, como pontos de descarga, vias de acesso e pátios de estocagem. A comparação de cenários hipotéticos torna a tomada de decisões mais rápida e deve ser feita a partir de modelos baseados na coleta de dados referentes aos tempos de ciclos operacionais das máquinas em operação. Além dos caminhões e escavadeiras, os modelos de minas a céu aberto ainda devem considerar o trabalho de tratores e motoniveladoras, usados no trabalho com material estéril, acertos de pátios e vias de acesso. 

Os dados que alimentam os modelos de simulação também expõem o comportamento do sistema produtivo, identificando possíveis gargalos. Além dos gargalos, as simulações permitem a adoção da melhor estratégia para determinada demanda de mina a céu aberto, por meio de cálculo das capacidades de extração máxima, mínima e real. Também é possível definir planos para gestão de atrasos operacionais, causados por trocas de turno, abastecimento e manutenção de máquinas.    

O assunto foi abordado pela dissertação de mestrado Simulação de Operação de Carregamento e Transporte numa Mina a Céu Aberto, de autoria de Ivo Fernando Mambo, com orientação de Adilson Cury, Ivo Eyer Cabral e defendida na Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP).  

Postado em Revista M&T

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junho 21 , 2018

Particularidades da construção de rodovias influenciam decisões do gestor de frota

Medir a produtividade é indispensável para usuários de equipamentos pesados utilizados na área de construção. Embora existam tecnologias de monitoramento capazes de gerar dados com alta precisão, alguns cuidados básicos estão ao alcance das empresas e podem ser decisivos para o sucesso das obras, ajudando a garantir a eficiência de horas trabalhadas e o cumprimento de prazos.        
       
               Imagem retirada da dissertação de mestrado 
 
 
Reconhecer as particularidades de cada obra é o primeiro passo para uma boa gestão. No caso de construção de rodovias, quando são empregadas máquinas para terraplanagem e compactação, indicadores que para outros tipos de obra seriam muito importantes, como horímetro, quilometragem e material movido, podem não contar muito. O mais significativo para o cálculo de produtividade de uma motoniveladora, por exemplo, usada para o espalhamento da camada granular, é o número de passadas, ou seja, o número de vezes percorridas pelo equipamento em determinada área até se obter o nivelamento completo.  

Em obras de execução de pavimentos rodoviários, as máquinas são variadas. Uma vez concluído o trabalho da motoniveladora com a camada granular, os rolos compactadores de solo entram em operação para garantir espessura e densidade necessárias. Se for exigido atingir uma espessura elevada, a empresa provavelmente irá priorizar o uso de rolos vibratórios. Para o trabalho em solos menos coesivos, o uso de cilindros pé de carneiro pode ser o mais indicado. Os rolos também atuam na fase de compactação do asfalto, em que os cilindros lisos são comumente empregados no acabamento, enquanto rolos estáticos equipados com pneus são os ideais quando é preciso diminuir o nível de permeabilidade e garantir maior estabilidade na orientação de partículas de agregados.   

Há ainda as fases de produção e espalhamento de camadas betuminosas. Dados como produção de usinas de asfalto, que no Brasil variam entre 25ton/h e 240 ton/h, e a adequação do volume desse material com a capacidade dos espargidores e pavimentadoras de asfalto devem ser considerados, levando em conta a densidade da mistura. Catálogos, manuais e especificações técnicas de fabricantes de equipamentos também podem oferecer informações úteis. Outras considerações estão na dissertação de mestrado Sobre a Estimativa de Produção de Equipamentos de Construção de Pavimentos Rodoviários, de autoria de Wilbert Raymundo Ríos Sotomayor, com orientação de Cássio Eduardo Lima de Paiva e apresentada na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

Postado em Revista Grandes Construções, Revista M&T

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junho 14 , 2018

Tecnologia de automação pode ampliar produtividade de escavadeiras hidráulicas

As escavadeiras hidráulicas são os equipamentos de terraplanagem mais utilizados pela construção civil, graças à capacidade de trabalho, versatilidade e adequação destes equipamentos. O uso das escavadeiras é crescente ao redor do mundo e vem incorporando tecnologias desenvolvidas nos últimos anos e também alguns paradigmas, como o consumo consciente de combustíveis fósseis e segurança no local de trabalho. 

A representação do comportamento de máquinas por meio de sistemas computacionais é uma realidade difundida pelos simuladores virtuais, usados em treinamentos de operadores. O preparo oferecido pela simulação realista contribui para evitar custos provenientes de retrabalhos e manipulação pouco adequada de equipamentos.  
 
 

Sistemas computacionais parecidos são usados na automação de manipuladores de escavadeiras hidráulicas e trazem benefícios, como execução de tarefas com maior precisão. Além disso, escavadeiras com sistemas automatizados têm potencial para facilitar operações em ambientes que apresentam risco ao operador, como locais subterrâneos e aterros sanitários.   

Os sistemas criados para automatizar manipuladores de escavadeiras hidráulicas são complexos, pois é necessária a representação de subsistemas – mecânico e hidráulico -, responsáveis pela cinética do instrumento, e a devida interação entre eles; porém, resultados promissores já foram obtidos em testes práticos, sendo demonstrado que uma escavadeira automatizada pode apresentar o dobro de produtividade. Em alguns modelos de automação, a tecnologia de GPS é incorporada e transmite dados relativos ao posicionamento do manipulador em tempo real ao operador, reduzindo o número necessário de manobras do equipamento.  

A dissertação de mestrado Modelagem e Controle do Manipulador de uma Escavadeira Hidráulica estudou o assunto e foi defendida na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP) por Éverton Lins de Oliveira com orientação de Décio Crisol Donha.    

Postado em Revista M&T

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junho 06 , 2018

Gestão dinâmica de projetos traz benefícios na execução da obra

Estando no início do processo construtivo, a formulação do projeto é uma fase de fundamental importância, pois exerce influência em todas as etapas subsequentes, com reflexos na configuração, custos e qualidade do empreendimento. Tendo em vista os avanços tecnológicos das últimas décadas e algumas tendências da arquitetura, o projeto passou a contemplar ainda mais detalhes. Outros aspectos atuais, como a implantação de programas de gestão e certificação de qualidade, também contribuem para a complexidade crescente do projeto. 
 
                    Foto: Grandes Construções 
 
Mesmo que o projeto contemple diferentes arranjos e necessidades, o processo de elaboração segue geralmente uma mesma fórmula, em que vários agentes participam do planejamento, identificando-se interfaces entre eles. Neste esquema, as informações geradas em determinada etapa do projeto são transmitidas e servem de ponto de partida para a fase seguinte. Tal método ocasiona projetos isolados, às vezes desenvolvidos de maneira desintegrada, o que pode gerar problemas durante e depois da execução de empreendimentos.   

Portanto, otimizar o processo de elaboração do projeto pode trazer benefícios. Uma medida é aplicar um sistema de gestão com armazenamento e registro de informações eficientes, priorizando a organização de diferentes versões de um mesmo projeto. Tendo em vista o aspecto multidisciplinar desta fase da construção, também é recomendada a presença de um profissional responsável por propor indicadores operacionais, financeiros e ambientais. A especialização de funções que integram a formulação do projeto também é positiva; é assim com o tecnólogo de construção civil, encarregado da quantificação de materiais, orçamentação e execução de obras. Não raramente, tais atividades são desempenhadas por profissionais envolvidos nos detalhamentos e desenhos de apoio.   

Outras considerações sobre o assunto estão na dissertação de mestrado Gestão do Processo de Projeto, de autoria de Gisele Vieira da Silva, com orientação de Cristine Nascimento Mutti e Lisiane Ilha Librelotto. A pesquisa foi apresentada na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). 

Postado em Revista Grandes Construções

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