SELEO DOS EQUIPAMENTOS DE TRANSPORTE EM TERRAPLANAGEM : FATORES QUE INFLUEM

Fatores naturais:

topografia ( mais ou menos acidentada ) ; altitude ; natureza dos solos, presena de lenol fretico, regime de chuvas .

Fatores do projeto:

volume a ser movido, distncias de transporte, rampas, dimenses das plataformas .

Fatores econmicos :

custo unitrio ( por m3 movimentado ).

Princpios bsicos do critrio econmico :reduo ao mximo, do capital empatado; equilbrio de trabalho para rendimento mximo por unidade mecanizada ; o custo unitrio deve ser sempre menor que o custo da maquina ou de algum mtodo de trabalho alternativo

FATORES NATURAIS

Natureza do solo :

Granulometria , resistncia ao rolamento , capacidade de suporte ao de cargas , umidade natural , aderncia...

Exemplos: baixa capacidade de suporte ou alta resistncia ao rolamento pode descartar possibilidade de usar equipamento de pneus , como p carregadeira sobre pneus, em geral mais econmica, ser substituda por shovel, retro-escavadeira ou draga, de custo horrio maior. Motivos: excesso de umidade , solo argiloso com matria orgnica , turfas, interferncia de lenol fretico.

A resistncia ao rolamento no afeta equipamentos de esteiras.

Topografia :

Terrenos acidentados implicam rampas mais fortes. (Declives e aclives maiores). Ento surge necessidade de maior potncia e problemas de aderncia nos aclives, bem como problemas de segurana nos declives.

Regime de chuvas : Exemplos citados por Ricardo e Catalani, relativos ao estado de S. Paulo:

Precipitaes at 5 mm, em 10 dias por ms acarretam 50 % paralisao.

No inverno (estao de seca ) - mdia de 15 % paralisao .

Na estao chuvosa : em regies com mais de 3 000 mm/ano desaconselhvel o uso de equipamento com pneus (exemplo: Serra do Mar).

FATORES DE PROJETO

Volume a ser movido, peso, empolamento, compactabilidade

O volume geralmente contratado medido no corte, em obras rodovirias. Ao ser escavado, ocorre o empolamento (aumento de volume), e o novo volume que ser transportado. Quando compactado em um aterro, o volume reduz-se novamente, tendo seu peso especfico aparente aumentado. Ao dimensionar aterros, necessrio conhecer a % de reduo volumtrica. Verificar tambm a capacidade de carga (em peso) do equipamento de transporte . Conforme a densidade do material transportado, no se deve coroar a carga (carregamento mximo) de caminhes ou scrapers (por exemplo), para no reduzir sua vida til.

CARACTERSTICAS APROXIMADAS DE ALGUNS MATERIAIS:

MATERIALKg/m3(CORTE)Empolamento(multiplicar)Fator de converso(peso)Kg/m3(SOLTO)

Argila17201,40,721140

Argila c/ pedregulho, seca17801,40,721300

Argila c/ pedregulho, molhada22001,49,721580

Carvo antractico14501,350,741070

Carvo betuminoso12801,350,74950

Terra comum, seca15501,250,81250

Terra comum, molhada20001,250.81600

Pedregulho(1-5 cm), molhado20001,120,891780

Pedregulho(1-5 cm), seco18401,120,891640

Hematita31801,180,852700

Magnetita32801,180,852780

Calcreo26201,670,61570

Areia seca, solta17801,120,891580

Areia molhada, compacta21001,120,891870

Arenito24101,540,651570

Escria de fundio16001,230,811300

Peso, empolamento e fc variam com tamanho das partculas, componentes, contedo de umidade, grau de compacidade, etc. Testar.

SE GRANDE VOLUME :

Mais e melhores mquinas - grande investimento inicial, grande lucro bruto.

Necessrio maior planejamento, controles mais rgidos.

SE PEQUENO VOLUME:

Mquinas menores em menor nmero, menor investimento inicial, menor faturamento.

Em certas obras, como na construo de barragens, o volume pode ser medido e pago por material compactado. Para pequenos volumes, uma primeira aproximao feita considerando-se 25 % de reduo em relao ao volume de corte . Para um bom oramento, h que testar, fazendo (por exemplo) aterro experimental.

Custos envolvidos :

Preo ds mquinas, transporte para a obra, instalao da obra, alojamentos (e afins), mo de obra ( direta e indireta ) ; segurana, instalaes de pronto socorro, CIPA (controle interno de preveno de acidentes) , lazer, transporte de pessoal, manuteno, controles da produo e qualidade, servios sociais , posto de abastecimento com lavagem e lubrificao, etc.

Distncia de transporte : dt

tempos e custos de carga , descarga , manobras ( pequenos , quase fixos , quando comparados aos de transporte em distncias mdias e longas ) .

CUSTO DE UM SERVIO :

C = Ch / Qh

Onde :Ch o custo global e Q h a produo global da equipe.

A produo de cada mquina inversamente proporcional ao tempo de ciclo :Q = f ( 1 / t c )Se dt cresce tempo de ciclo cresce Qh diminui C cresce

Critrio de custo em funo da distncia de transporte : ( primeira aproximao, mas no o nico critrio)

DISTNCIA (m)

EQUIPAMENTO050100200300400750900+ de 900

Trator de esteiras

Scraper rebocado por trator de esteiras

Motoscraper convencional de 1 eixo

Motoscraper grande (twin)

Unidades de transporte + unidades de carga

O critrio de CUSTOS pela distancia de transporte o primeiro a ser considerado, mas no determinante: outros fatores devem ser analisados. Alguns fatores tcnicos (rampa, afundamento, material transportado, etc.) PROBEM o uso de alguns dos equipamentos.

A estimativa da produo provvel para o cumprimento de prazos, anlise da topografia do conjunto da obra , necessidade de servios* paralelos , manuteno, so alguns dos muitos outros parmetros a serem analisados na escolha quantitativa da equipe .

O estudo e o controle do tempo de ciclo, que dever ser o mnimo possvel, uma, se no a maior, diferena entre o empreiteiro que tem lucros para o que tem prejuzos ... Os principais instrumentos para isso so: cronmetro, papel, lpis e bom senso. Voltaremos ao assunto mais adiante.

SELEO DAS UNIDADES DE TRANSPORTE:PRINCIPAIS TIPOS DE UNIDADES DE TRANSPORTE :

CM - caminhes ( caamba comuns ou fora-de-estrada )

VG F - vages com descarga pelo fundo (botton-dump)

VGL - vages com descarga lateral

VG T - vages com descarga traseira (rear-dump) e

UNIDADES ESCAVOTRANSPORTADORAS ( SCRAPERS )

CONV 1 scraper convencional

CONV 2 scraper convencional c / rebocador de 2 eixos

EL scraper com esteira elevatria

PP push-pull

MT-TR motor traseiro , trao em todas as rodas

SR scraper rebocado por trator de esteiras

Conforme a natureza do material transportado:

Todos os equipamentos mencionados podem transportar argila, areia, pedregulho mido e grado. Mas os scrapers EL, PP e os vages VGF no so indicados para o uso com rocha escarificada ou dinamitada. (desgaste). Analise e discuta os problemas de carga e descarga de um scraper transportando rocha dinamitada.

Seleao conforme o afundamento dos pneus e a resistncia ao rolamento:Causas de resistncia ao rolamento: atrito interno, atrito roda x piso, afundamento causa subida permanente.Para afundamento de pneus na pista de trabalho at 10 cm, ou resistncia ao rolamento at 85 kg/ tonelada, qualquer dos equipamentos pode ser usado.

Se o afundamento for maior que 25 cm, ou a resistncia a rolamento maior que 183 kg/ t , apenas o SR apresenta rendimento. At esse ltimo limite, recomenda-se PP e MT-TR. Afundamentos entre 10 e 15 cm ou resistncias ao rolamento de 85 a 117 kg/t indicam o uso de scrapers convencionais (1 e 2). Caminhes e vages no devem ser usados quando se observa afundamentos superiores a 10 cm. Ver grfico seguinte.

RESISTNCIAS MDIAS AO ROLAMENTO, EM QUILOS POR TONELADA (EQUIP. DE PNEUS)

Estrada dura e compactada, que no cede sob peso( concreto ou macadame betuminoso)............................................20Estrada firme que cede levemnte sob peso(pavimento com macadame comum) .............................................30Estrada de terra, estabilizada, que cede sob peso(penetrao aproximada dos pneus, 2 a 3 cm) ................................50Estrada de terra no estabilizada(penetrao dos pneus, 10 a 15 cm) .............................................. 75Estrada de terra, solta, barrenta ou arenosa ................................100 a 200

Fonte: Introduo Terraplanagem (Caterpillar do Brasil)

Capacidade de vencer rampas:

Caminhes e vages : at 15 %

CM fora-de-estrada at 25 %

Scrapers de dois eixos com pouco peso nas rodas motrizes : at 10 %

Scrapers de um eixo : at 15 %

Scrapers TR e PP : aproximadamente at 30 %

Scrapers SR ( rebocados por Trator de esteiras) : at 40 %

RESISTNCIA TOTAL AO MOVIMENTO DE UM EQUIPAMENTO

A resistncia total pode ser decomposta em:

1. resistncia ao rolamento;

2. resistncia de rampa;

3. resistncia de inrcia; (pequena e difcil de dimensionar );

4. resistncia do ar atrito e presso frontal (desprezvel na terraplanagem ).

A resistncia de inrcia surge quando o veculo sofre variao na velocidade (freada ou acelerao) . Para reduzi-lo, o modo mais prtico reduzir as causas, suavizando o trajeto dos equipamentos (principalmente veculos de transporte).

Detalhando a resistncia de rampa:

R rampa = P cos () : simplificamos o clculo expressando em porcentagem e fazendoR (em Kg) = 10 x P (em toneladas) x ( aclive em porcentagem )

P. exemplo: se = ang tg( 15/100) , aclive % = 15/100 = 0,15R = 10 x P x 0,15

A resistncia total ao movimento ser expressa por

RT = R rolamento + R rampa(desprezamos os outros fatores, muito pequenos) costume calcular separadamente o peso P2 sobre o eixo trator, para facilitar o clculo da aderncia ( semelhante ao atrito ).

Conhecido o coeficiente de aderncia A e o peso P2 do trator, calculamos a fora de aderncia Fa = P2 x A.

Se RT > Fa , as rodas tratoras patinam e o veculo no se move.

Ver mais detalhes adiante, em POTNCIA.Facilidade de Escavao com scrapers em terreno natural:

Terrenos muito compactos : use scraper SR ou TR, com pusher.

Menos compactos : convencionais. Os "cavalos"(tratores) de pior desempenho quando h pouca aderncia so os de dois eixos.

Sobre os tratores de rodas puxando scraper:

Como ambos se deslocam sobre rodas, h que considerar o peso do trator e o do scraper, vazio ou carregado. Calcular resistncia ao rolamento, resistncia/assistncia de rampa, distribuio do peso , aderncia.

A resistncia ao rolamento no afeta os tratores de esteiras ...

Resumo:CONV1- Motoscraper convencional , rebocador (cavalo) de 1 eixo:Para distncias mdias e curtas, terrenos de compacidade mdia ou baixa, rampas < 15 %, terrenos com bom suporte e pouco afundamento (baixa resistncia ao rolamento.

CONV2 - Motoscraper convencional , rebocador (cavalo) de 2 eixos:

Distncias mdias e grandes, terreno compacidade mdia ou baixa, rampas at 10 %, terrenos bom suporte e afundamento < 15% (baixa resistncia ao rolamento).

EL - Motoscraper com elevatrio:

Distncias curtas e mdias, terrenos pouco compactos, solo solto, rampas pequenas ( 30 %), terrenos de baixa capacidade de suporte e alta resistncia ao rolamento.

CONSIDERAES SOBRE CARGA, TRANSPORTE E ESPALHAMENTO:

Carregamento mais caro: vages e caminhes (tempo de carga muito maior que dos scrapers).

Carregamento mais barato: TR e EL quando terreno dispensa uso de pusher, porem menor velocidade acarreta transporte mais caro. Os EL , invertendo o sentido da esteira, tem a descarga mais regular, adiantando o espalhamento.

Caminhes e vages tem transporte com custo menor, porm espalhamento aps descarga mais caro ( preciso usar trator de lminas e motoniveladoras).

VAGO FORA-DE-ESTRADACOMPARAES ALTERNATIVAS

Os fatores que mais influem no desempenho de equipamentos escavotransportadores so: distncia de transporte e resistncias ao movimento das mquinas. O grfico a seguir orienta uma seleo baseada nesses fatores.

(grfico baseado em Ricardo e Catalani: Manual Prtico de Escavao)Algumas vezes as mquinas so usadas em condies diferentes das mais favorveis segundo esse grfico. Fatores teoricamente menos importantes podem predominar em condies especiais, conforme anlise de produo e custo, no disponibilidade momentnea de um recurso, trabalhos de curta durao, etc.

Veja a continuao do assunto em POTNCIAReferencias bibliogrficas:Ricardo ,Hlio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prtico de Escavao, Pini Editora

Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem EP USP, 1975

?? - Princpios Bsicos de Terraplanagem Caterpillar Brasil

Pacheco, Luiz Cesar Duarte - Apostila de Construo de Estradas I

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