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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - CAMPUS JOINVILLE
CENTRO DE ENGENHARIA DA MOBILIDADE EMB 5102 PROCESSOS DE
FABRICAO
SEMINRIO DE PROCESSOS DE FABRICAO
Processo de Fabricao: ncoras
EQUIPE Evandro Machado Rodrigo Michels
Rodrigo Silveira Martins Thiago Labbes
PROFESSORE DA DISCIPLINA LUCAS WEIHMANN
JUNHO / 2012
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1. INTRODUO
Neste trabalho sero tratados os diferentes processos de fabricao
que so utilizados atualmente na indstria naval para produo de
ncoras.
A ncora um equipamento de suma importncia para a embarcao. Ela
constituda de diferentes partes, como anete, cepo, haste, brao,
entre outros. Mesmo todas as ncoras possuindo os mesmos segmentos,
elas podem ser de diferentes tipo, como almirantado, danforth,
fateixa, bruce, etc. Cada uma sendo utilizado no tipo de embarcao a
qual mais se adqua.
O enfoque principal do presente trabalho so os dois principais
processos de fabricao utilizados para a produo dos diferentes tipos
de ncoras, fundio e forjamento. Ser especificado os tipo de
materiais que podem ser utilizados, bem como as respectivas
vantagens de cada processo.
Por fim, ser apresentado um estudo de caso com a ncora utilizada
no barco solar da equipe Babitonga do Centro de Engenharia da
Mobilidade(CEM) da Universidade Federal de Santa Catarina(UFSC),
campus Joinville.
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2. HISTRICO
A histria da ncora milenar, no princpio elas eram apenas pedras
amarradas a um cabo
utilizada apenas em embarcaes muito pequenas e em guas no muito
agitadas(Figura 1). Com o
avano da construo de embarcaes, os mesmos passaram a ser maiores
e mais pesados tendo assim
a necessidade de outros materiais para a fabricao de ncoras. Os
gregos antigos utilizavam cestos de
pedras, sacos grandes cheios de areias e toras de madeiras
cheias de chumbo com o mesmo formato
das ncoras atuais(Figura 2). Na idade mdia comeou-se a utilizar
peas em ferro com as mais
variadas formas.
No sculo XIX iniciou-se a fabricao em massa de ncoras pelo
processo de forjamento. Em
1894 iniciou-se a construo de ncoras por ao fundido e ferro
forjado. Este nodal se estendeu at os
dias de hoje.
Com o avano da Engenharia Naval, o processo de fabricao de
ncoras foi aperfeioado,
surgindo assim diversos tipos de ncoras.
Figura 1: ncora de Pedra Figura 2: ncora com braos
3. NCORAS
Segundo Maurilio ngelo Fonseca em sua obra Arte Naval, a ncora
definida como Pea do equipamento que, lanada ao fundo do mar, faz
presa nele e agenta o navio a que se acha ligada por
meio da amarra.(Pg. 38, Arte Naval)[1]. Este instrumento nutico
permite a fixao temporria da embarcao na posio desejada em fundos
rochosos, lodosos ou arenosos. O objetivo manter o
centro de gravidade mais baixo possvel de modo a enterrar as
patas no fundo para proporcionar uma
fixao segura. Ainda segundo Fonseca As ncoras servem para
agentar o navio no fundeadouro, evitando que ele seja arrastado por
foras externas, como ventos, correntezas ou ondas. Por efeito
de
seu peso e desenho, a ncora possui a qualidade de, se largada em
determinado fundo do mar, fazer
presa nele; se iada pela amarra, soltar-se com facilidade.(Pg.
519, Arte Naval).[1]
3.1 Nomenclatura das ncoras
As ncoras so comumente segmentadas da seguinte maneira(Figura
3):
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Figura 3: ncora tipo Almirantado
A Anete: Arganu, ou manilha cuja corrente ou cabo passa pelo
furo existente na extremidade superior da haste.
B Cepo: Barra de ferro que enfiada na parte superior da haste
perpendicularmente aos braos. C Haste: Barra robusta de ferro, cuja
extremidade mais grossa se une aos braos, tendo na outra
extremidade um furo
D Brao: So dois ramos que partem da extremidade inferior da
haste. So curvos nas ncoras tipo Almirantado.
E Cruz: Lugar de unio da haste com os braos. F Pata: Superfcies
em forma triangular, ou aproximadamente triangular, localizada
nas
extremidades dos braos.
G Unha: Vrtices exteriores da pata.
3.2 Tipos de ncora
Cada embarcao dever utilizar o material apropriado com as
caractersticas indicadas para o tipo
de casco e qualidade de fundo onde ir atracar. A ncora deve
estar ligada a uma corrente chamada de
amarra. Os tipos mais comuns so:
a. Tipo Almirantado(Figura 3) segundo Fonseca, Tipo
universalmente empregado, desde tempos muito remotos at cerca de
1825. Foi substituda como ncora padro para uso a
bordo dos navios pelas ncoras do tipo patente, devido
principalmente s dificuldades de
manobra e de arrumao a bordo. Contudo, apresenta maior poder de
unhar.[1] b. Tipo Danforth(Figura 4) segundo Fonseca, Tipo recente,
atualmente usado em navios de
todas as classes e tamanhos. Tem os braos compridos e afilados,
e possui um cepo, colocado
na cruz paralelamente ao plano dos braos. [1] c. Tipo
Fateixa(Figura 5) segundo Fonseca, Ancorote sem cepo, haste
cilndrica, tendo na
extremidade superior um arganu que o anete, e na outra quatro
braos curvos que tm
patas e unhas. Utilizada para fundear embarcaes pequenas; [1] d.
Tipo Bruce(Figura 6) Usualmente utilizada em embarcaes de recreio.
No possui cepo e
possui grande capacidade de fixao em qualquer superfcie.
Figura 4: ncora Tipo Danforth Figura 5: ncora tipo Fateixa
Figura 6: ncora tipo Bruce
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4. PROCESSOS DE FABRICAO
Usualmente, como descrito anteriormente, os processos de
fabricao empregados nas ncoras
so: Fundio e Forjamento. A seguir ser descrito informaes sobre
estes processos.
4.1 Fundio
Segundo Fbio Renato Rossi, o processo de fundio consiste em
vazar (despejar) metal lquido num molde contendo uma cavidade com
formato e medidas correspondentes aos da pea a ser
fabricada. No se restringe apenas s ligas de ao, mas a vrios
tipos de ligas metlicas, desde que
apresentem temperatura de fuso no elevada e fluidez adequada. Os
mais utilizados so: aos, ferros
fundidos, alumnio, cobre, zinco, magnsio e respectivas ligas.[2]
A fundio permite obter, de modo econmico, peas grandes ou de
geometria complexa, sua
principal vantagem em relao a outros processos. Porm existem
tambm desvantagens. Os aos
fundidos, por exemplo, podem apresentar elevadas tenses
residuais, micro porosidade e variaes de
tamanho de gro. Tais fatores resultam em menor resistncia e
ductilidade, quando comparados aos
aos obtidos por outros processos de fabricao, como conformao a
quente.
Existem muitas variantes no processo de fundio (grau de automao,
produtividade, preciso
dimensional, acabamento superficial, etc.), entretanto
destaca-se a influncia do tipo de molde nas
propriedades fsicas do material resultante. Por exemplo, a taxa
de dissipao de calor atravs do
molde determina o tamanho final de gro, e portanto a
caracterstica de resistncia mecnica da pea.
Logo, o tipo de molde que determina a qualidade da pea.
Por este motivo os processos de fundio so muitas vezes
classificados de acordo com o tipo de
molde utilizado. Alm disso, podem tambm ser classificados pela
fora ou presso usada para
preencher o molde com o metal lquido (por gravidade ou por
presso). Os processos tpicos podem
ser classificados em cinco grupos:
As principais Vantagens da fundio so:
a. Produo de formas mais complexas;
b. Alta capacidade de produo;
c. Utilizao da mesma matriz para milhares de peas, sem variaes
significativas nas
dimenses das peas produzidas;
d. Possibilidade de produo de peas grandes;
As principais desvantagens da fundio so:
a. Alguns processos levam a pequena preciso dimensional e
acabamento superficial ruim;
b. Segurana do trabalho e higiene ocupacional;
c. Limitaes nas propriedades mecnicas;
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d. Possibilidade de microporosidades e variaes de tamanho de
gros.
Na fabricao da ncora o tipo de molde usualmente utilizado o de
areia verde que o processo
mais conhecido e mais empregado por motivos econmicos e pelo
fato de permitir confeco de peas
de qualidade para a maioria dos metais ferrosos e no-ferrosos em
pequenas ou grandes produes. O
processo consiste em compactar o material, uma mistura plstica
de areia sobre um modelo de ncora.
Retirado o modelo e colocados os machos, se necessrios, o molde
fechado, calado e pode receber o
metal vazado imediatamente. Neste processo no utiliza-se a
secagem.
4.2 Forjamento
o nome genrico de operaes de conformao mecnica efetuadas com
esforo de compresso
sobre um material dctil, atravs de impacto ou prensagem, de tal
modo que ele tende a assumir o
contorno ou perfil das matrizes, que podem ser abertas ou
fechadas.
Os forjamentos das ncoras so usualmente por matriz aberta, ou
forjamento livre, onde o material
deformado entre ferramentas planas ou de forma simples, que
normalmente no se tocam, ocorre sob
compresso direta. Usado para grandes peas e pequenos lotes.
Quanto a temperatura de fabricao, pode ser a quente ou a frio,
sendo que no primeiro a
compresso do material maior. Os equipamentos empregados incluem
duas classes principais:
Martelos de forja e Prensas. O primeiro utilizado em trabalho a
quente aplicando golpes rpidos e
sucessivos e consiste em uma deformao no uniforme. J no segundo,
pode ser trabalho a quente ou
a frio sendo esta uma compresso com baixa velocidade obtendo
assim, uma deformao mais
uniforme. Dependendo do tipo e formato de ncora possvel a
utilizao dos dois modais de
forjamento
5. ESTUDO DE CASO: NCORA DO BARCO SOLAR BABITONGA
Fora realizado um estado de caso com a ncora do Barco Solar da
Equipe Babitonga do Centro de
Engenharia da Mobilidade(CEM) da Universidade Federal de Santa
Catarina(UFSC), campus
Joinville. A ncora utilizada na embarcao(Figura 7) do tipo
Fateixa, possui 3 kg e foi fabricada na
empresa Fundinorte em Joinville. O material da pea lato com
densidade de 7,7 g/cm.
Os processos utilizados para a fabricao da ncora foram:
a. Anete: Fundio
b. Haste: Fundio
c. Braos: Fundio
d. Cruz: Fundio e Furao
e. Pata: Fundio
f. Unha: Fundio
Figura 7: ncora Barco Solar Babitonga
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A Haste, Anilha e Cruz foram fundidos em um nico molde, bem como
os Braos, Pata e Unha.
Posteriormente foi realizado o processo de furao na cruz e nos
braos para fixao entre as duas
partes. Para retirar as rebarbas e dar um melhor acabamento pea,
foi utilizado uma lima.
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6. CONCLUSES
Desde a antiguidade as embarcaes necessitavam de alguma fixao no
solo quando no
estiverem em movimento. Da pedra com cabo aos avanos dos
diversos tipos de materiais especficos
que constituem nas mais modernas ncoras.
Saber a escolha do material e do processo de fabricao a ser
utilizado na manufaturao
depende muito do tamanho da ncora para a embarcao desejada.
De modo geral, tivemos uma dificuldade na busca de informaes
sobre os tipos de fabricao
utilizados em ncoras, pois como o Brasil ainda sofre com o
precrio estudo da Engenharia Naval so
muito poucos os materiais acadmicos encontrados em fontes de
pesquisa. Assim, fomos busca de
contato de estaleiros que fabriquem as prprias ncoras para suas
embarcaes.
No nosso estudo de caso, tivemos a ajuda de um especialista no
assunto para auxiliar no
desenvolvimento do nosso trabalho.
Das pesquisas ao auxlio de especialistas, ganhamos um grande
conhecimento na rea Naval, e
ainda reforamos nosso aprendizado sobre os processos de fabricao
de fundio e de forjamento.
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7. REFERNCIAS
[1] FONSECA, M. M. Arte Naval. 7.ed. Rio de Janeiro: Servio de
Documentao da Marinha,2005 [2] ROSSI, F. E. Processo de Fabricao:
Fundio. UFSCAR. 2009
