Por Camilo Filho (*)

Normalmente os operadores se preocupam bastante quando tem que trabalhar apoiando seus estabilizadores ou esteiras em terrenos de solo macio. Mas um terreno muito duro também apresenta seus próprios desafios para se reduzir suficientemente a pressão sobre o solo.

De forma geral, existem maneiras simples de melhorar o desempenho do calçamento das patolas e dos “mats” de guindaste, quando apoiados sobre solo duro. A simples colocação de uma camada intermediária ou distribuidora (vamos chamar assim) entre o solo e o apoio da patola ou esteira do guindaste pode reduzir de forma bastante eficiente as pressões de pico no solo.

Quando os guindastes devem ser instalados sobre superfícies muito duras, os projetistas de rigging costumam enfrentar o desafio de ter que reduzir suficientemente a pressão no solo para atender aos requisitos do local do trabalho.Um equívoco conceitual comum em relação à distribuição de carga dos apoios das patolas e dos “mats” dos guindastes que vemos nos estudos de rigging, é que as cargas dos estabilizadores e esteiras são distribuídas uniformemente por toda a área do apoio. Infelizmente, essa suposição não pode ser feita.

Frequentemente, dependendo da situação, menos de 50% do apoio do estabilizador pode realmente estar transferindo carga para o solo. A fim de alcançar uma distribuição uniforme, igual e previsível sob a área de apoio, seria necessário um material infinitamente rígido. No mundo em que vivemos e trabalhamos, não existem materiais infinitamente rígidos, nem mesmo o aço de alta resistência. Por isso, no caso das patolas por exemplo, sempre haverá uma região de maior pressão imediatamente sob o estabilizador. A distribuição real da carga depende do material do calçamento, projeto, construção e da rigidez do solo sob os apoios.

A movimentação e o recalque do solo permitem que os apoios e mats se deformem. Este recalque ou deflexão gerenciada dos apoios e mats melhora a distribuição geral da carga porque aumenta a área de contato entre o apoio e o solo. Mesmo com apoios projetados especificamente para as patolas ou mats para as esteiras dos guindastes, alguma deflexão sempre irá ocorrer.

No entanto, o solo duro se comporta de forma diferente. Se tomarmos como exemplo que os guindastes devem operar sobre rocha, concreto ou outros tipos de solo duro (em fábricas, estaleiros e etc.). O solo duro não permite a deformação dos apoios. Normalmente, nessas condições, a carga se distribui em um ângulo de 45-60°, o que faz com que apareçam altas pressões de pico e alta pressão de forma geral no solo. Frequentemente, isso não é reconhecido ou entendido, o que resulta em pressões de apoio no solo mais altas do que o calculado quando do estudo de rigging, por exemplo.

Algumas Soluções

Para reduzir a pressão do apoio no solo em condições de solo muito duro, considere a colocação de uma camada intermediária mais macia que permita que ocorra a deflexão controlada do apoio dos estabilizadores. Na realidade, estamos introduzindo uma espécie de “colchão ou amortecedor” entre o apoio do estabilizador e o solo. Para isso, os materiais comumente usados são: areia, produtos agregados de brita e pó de pedra, compensado de madeira ou materiais inorgânicos com alta resistência à compactação, como neoprene ou borracha. Todas essas soluções ajudam a distribuir melhor a carga no solo.

Areia ou brita com pó de pedra se compactam sob carga, permitindo deflexão à medida que se comprimem pela aplicação da força exercida pelos estabilizadores ou mats. Estes materiais além de melhorarem a distribuição da carga, protegem a superfície do solo. Essa é uma excelente opção, mas há de se ter em mente que nem todo site irá permitir essa solução e, após o término da operação, será necessário remover todo esse material, normalmente com o uso de outros equipamentos.

Compensado de madeira,em várias camadas, também pode ajudar na realização do trabalho, mas é um material orgânico com propriedades um tanto imprevisíveis. Muitas vezes se torna um item descartável que não pode ser reutilizado.

Os “mats” de madeira ou metálicos cumprem muito bem esta tarefa, porém são muito caros e no caso da madeira, mesmo bem preservados, sua vida útil não é muito longa devido ao próprio esforço proporcionado pelas esteiras e pela deterioração natural do material orgânico.

Os apoios de neoprene são leves, simples, limpos e fáceis de usar e reutilizar. Como o neoprene é um elastômero sintético produzido pelo homem, ele tem propriedades de desempenho quantificáveis que podem ser modeladas. Isso resulta em resultados consistentes, previsíveis e quantificáveis.

Independentemente do tipo e da construção desse elemento intermediário que você estiver usando para o estabilizador ou para as esteiras, qualquer um deles ajudará na melhoria da distribuição de carga e na obtenção de pressões mais baixas no solo.

Nas figuras abaixo, dois exemplos de modelagem de análise de elementos finitos para projetar resultados reais de diferentes configurações, que foram realizados por um fabricante de material para calçamento dos estabilizadores de guindastes. Essa tecnologia, demonstra como são possíveis reduções significativas nas pressões de pico e gerais no solo, no caso adicionando uma camada intermediária de neoprene.

Imagem 1: Apoio da patola do guindaste em solo muito duro, sem elemento intermediário

Modelo de Análise de Elementos Finitos da pressão exercida no solo sob uma patola de guindaste, onde: carga = 102 t, dimensões do prato da patola = 60×60 cm e condição do solo = muito duro. Vermelho indica áreas de pico de pressão. A área cinza indica que não há contato com o solo.

Imagem 2: Modelo de Análise de Elementos Finitos de pressão exercida no solo sob uma patola de guindaste, onde:carga = 102 t, dimensões do prato da patola = 60×60 cm, elemento intermediário da patola de neoprene com espessura de ¾”. Neste caso, a área de contato e, portanto, a distribuição de cargas foi melhorada em quase 100% e as pressões de pico resultantes foram muito reduzidas.

Novamente, essa distribuição de cargas proporcionada pelo material intermediário, depende de muitos fatores (projeto, espessura, forma, tamanho),  porém os testes indicam que calçamentos de neoprene de ¾” a 1” produzem resultados muito satisfatórios. Nessa espessura, a quantidade de deflexão fica dentro de parâmetros aceitáveis. Obviamente, para cargas muito elevadas, como as proporcionadas por um guindaste de 400 t ou 500 t, irá requerer espessuras de 3” ou 4”.

Nós, como engenheiros de planejamento de rigging, estamos enfrentando requisitos cada vez mais rigorosos para reduzir as pressões de apoio e locomoção no solo. Isso devido a uma imposição maior pelos fabricantes de guindastes, que requerem um percentual de nivelamento da máquina próximo de 0,5°. Também a pressão exercida pelas empresas na qual o guindaste irá operar, as empresas e seu pessoal de SSMA estão bem mais avessos ao risco devido às condições de solo, ou uma falta de compreensão de como estes elementos intermediários, sejam de madeira, neoprene ou aço distribuem carga.

Ao trabalhar em condições de solo muito duro com rigorosos requisitos de redução de carga, usar uma camada intermediária adequada para melhorar a distribuição no piso, certamente vai ajudá-lo a obter o desempenho ideal, seja das patolas ou das esteiras dos guindastes.

(*) Camilo Filho é engenheiro mecânico, especialista em içamentos pesados, com 38 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 consultor da IPS – Engenharia de Rigging, é também membro da ACRP (Association of Crane & Rigging Professionals-USA). camilofilho@ips.com.br

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