Os ângulos CONTAM…

E Agor
a
Camilo
BRASIL
Dicas
???
lingada vertical simples utiliza uma única eslinga ou
uma única perna conectada
diretamente sobre o C.G. da carga.
Essa é a amarração mais simples que
podemos encontrar no nosso dia a dia
e um exemplo desse tipo de carga é um
motor elétrico. Não sei se já notaram,
mas o motor elétrico normalmente
possui um olhal roscado em sua carcaça posicionado diretamente sobre o
seu C.G. Usando esse exemplo simples
como ponto de partida, vamos gradativamente aumentar o grau de complexidade das lingadas com arranjos de várias pernas, analisando o que acontece
com as tensões nas eslingas e o que o
rigger deve levar em consideração.
Usando ainda o motor elétrico como
exemplo. Se o mesmo for movimentado com uma bomba acoplada (Fig.1),
já não teremos aquela condição de balanceamento proporcionada pelo olhal
giratório. Se insistirmos em içar por
ele, veremos que o conjunto se inclinará na direção da bomba.
Fotos: Divulgação
CRANE
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Os ângulos contam…
A
Uma solução para esse problema seria
usar uma segunda eslinga conectada na
bomba. Uma cinta tubular enforcada
no flange de entrada da bomba com
os devidos ajustes seria uma boa opção
para novamente içarmos a carga balan-
MARÇO-ABRIL 2017
ceada. Entretanto, como o maior peso
está do lado motor, a lingada conectada
no olhal giratório estará mais próxima
da vertical e será mais curta do que a
cinta tubular enforcada na bomba. Essa
falta de simetria é frequentemente encontrada quando içamos cargas com
formas irregulares. Sua forma e a localização dos possíveis pontos de içamento
determinam a geometria do arranjo das
eslingas. O crucial é entender como a
carga é dividida entre os componentes
da amarração e, por conseguinte, as
forças resultantes em cada componente, para que possam ser devidamente
dimensionados.
Numa lingada de duas pernas, se ambas estão com mesmo ângulo em relação à vertical, então a carga será dividida igualmente e a força em cada perna
será a mesma. A intensidade da força
dependerá do ângulo. Quanto maior
o ângulo com a vertical, menor será o
ângulo horizontal e, consequentemente, maior a força aplicada na eslinga.
Isso porque a força em cada perna
pode ser decomposta em
Figura 1
uma componente vertical
e outra horizontal. Quanto
maior o ângulo, menor será
a componente vertical e
maior será a componente
horizontal. Nesse caso,
há uma propensão maior
da lingada em tracionar
os olhais horizontalmente, comprimindo a carga.
Portanto, para uma determinada carga, quanto
maior o ângulo, maior
será a força necessária na
perna para prover a componente vertical.
É por essa razão que as lingadas são
tabeladas em ângulos de 0°- 45° e, se
um ângulo maior é necessário, elas têm
uma tabela na faixa de 45°- 60°. Acima
de 60°, a força aumenta muito rapida-
A geometria e as
forças resultantes dos
arranjos das lingadas
necessárias para içar
cargas com formas não
convencionais
Por C amilo Filho*
mente e a 90°é infinita, portanto o nosso limite é 60°para o uso geral das eslingas. Sempre é bom lembrar que com
60°, a força exercida por cada uma das
duas eslingas, será exatamente igual ao
peso da carga (Cosseno de 60° é 0,50).
Uma vez entendido que aumentar
o ângulo da perna em relação à vertical aumenta a força na perna, muitas
pessoas confundem isso com o que
acontece quando as pernas não estão
no mesmo ângulo. Nessa condição, a
carga não é dividida igualmente. Na
realidade, a perna com o menor ângulo
em relação a vertical estará com uma
parcela maior da carga e a perna com
maior ângulo em relação a vertical estará com uma parcela menor da carga.
Se a carga inclinar ao ponto de uma das
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?
sim achar a resultante. O problema
torna-se um pouco mais complexo
quando temos uma lingada com três
ou quatro pernas. Nesse caso, além
da consideração dos ângulos em relação a vertical, temos que considerar como as pernas estão dispostas
no plano.
Para um arranjo de três pernas ser
estável (Fig.2), o C.G. deve estar dentro do triângulo formado pelos três
pontos de amarração. No entanto, se o
C.G. está dentro do triângulo, porém
mais próximo de um dos seus lados, o
arranjo de novo tenderá a comportar-se como se fossem duas pernas, com
as duas pernas formando aquele lado
que estará suportando a maior parte
da carga e a terceira perna fornecendo
somente uma pequena força para balanceamento (estabilidade).
Com um arranjo de quatro pernas,
a forma como a carga é compartilhada
torna-se ainda mais complexa. O padrão para uma lingada de quatro pernas é o mesmo que para uma de três
pernas, porque assumimos que usualmente haverá uma diferença de quanto
de carga cada perna irá suportar. Isto
decorre das tolerâncias no comprimento da perna, a posição dos pontos de
elevação, a posição do C.G. e a rigidez
da carga.
A classificação padrão pressupõe que
os pontos de fixação formarão um quadrado ou um retângulo. Se o retângulo é muito longo e fino, então as duas
pernas em cada extremidade formarão
um ângulo muito pequeno em relação
ao eixo longitudinal da carga. O efeito
é o mesmo que o anteriormente mencionado no contexto do arranjo de
duas pernas, por exemplo, qualquer diferença entre os seus ângulos terá um maior efeito sobre a
sua parte da carga. (Fig.3).
Também é assumido que o
centro de gravidade da carga
ficará no centro do retângulo. Se a carga for rígida,
então um par de pernas
diametralmente opos-
tas terá
todo o peso e
o outro par fornecerá
apenas uma pequena força de
equilíbrio. Efetivamente, é um arranjo
de duas pernas.
Seria muito bom que toda carga fosse simétrica e que o arranjo da lingada permitisse a divisão das cargas de
maneira uniforme. Na prática quando
temos uma lingada de quatro pernas e
estamos trabalhando “Onshore”, consideramos que apenas três das quatro
pernas estão suportando a carga. Em
cargas “Offshore”, como é o caso dos
módulos de plataformas petrolíferas
(Fig.4), por serem estruturas extremamente rígidas e submetidas à carga dinâmica, mesmo que a lingada seja de
quatro pernas, consideramos que apenas duas pernas suportam a carga.
De qualquer forma, se o peso da
carga não for muito grande e você
não está muito familiarizado com cálculos, então a solução mais simples é
selecionar acessórios com capacidade
superior à adequada. No entanto, os
riggers devem entender os fatores envolvidos de modo que quando as circunstancias assim exigem, eles possam
avaliar com precisão
o que é necessário e
executar os cálculos
requeridos.
* Camilo Filho é
engenheiro mecânico, especialista em
içamentos pesados, com mais de 30 anos
de experiência em operações com guindastes e movimentação de carga. Com
vários cursos na área feitos no exterior, é
responsável por vários trabalhos de grande envergadura no Brasil e no exterior.
Atualmente é engenheiro mecânico na
Odebrecht e membro da ACRP (Association of Crane & Rigging Professionals-USA). Sugestões e comentários
enviar para [email protected].
Figura 2
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CRANE
pernas ficar muito próxima da vertical,
ela estará suportando praticamente
todo o peso da carga e a outra perna
estará quase que sem carga.
A razão, conforme dito anteriormente, é que a força em cada perna
pode ser decomposta em uma componente vertical e uma horizontal.
Quando a carga é suspensa, a componente horizontal das duas pernas
devem ser iguais e opostas, anulando-se mutuamente. Quanto maior o ângulo, maior a componente horizontal
como proporção da força na perna.
Assim, para fazer as componentes
horizontais iguais, a
Figura 4
força na perna com o
maior ângulo deve ser
menor do que a força
na perna com o menor
ângulo com a vertical.
Se a carga não é içada
diretamente sobre seu
C.G., as componentes horizontais não
serão iguais e opostas
e a carga se inclinará
até que a condição de
igualdade seja estabelecida e as componentes se anulem.
Atenção ao usar
eslingas com
ângulos próximos da vertical
Quando os ângulos estiverem próximos da vertical, qualquer diferença no
ângulo tem um efeito proporcionalmente maior do que quando os ângulos são maiores em relação à vertical.
Portanto, esta diferença causará uma
variação maior na divisão de carga entre as pernas.
Se você tem um conhecimento razoável de trigonometria ou
pode medir/ estimar com precisão o ângulo de cada perna,
você pode facilmente calcular as forças nas pernas.
Uma alternativa simples
é desenhar um diagrama
de força para uma escala conveniente e as-
BRASIL
Figura 3