A competição de Pontes de Espaguete é um evento que ocorre em vários países com o intuito de possibilitar aos participantes um conhecimento prático da teoria envolvida nos projetos de estruturas, assunto este abordado em diversas disciplinas da engenharia. Este evento consiste na: análise, projeto, construção e ensaio destrutivo de uma ponte treliçada de macarrão do tipo espaguete, conforme as especificações detalhadas no regulamento da competição. A seguir temos os critérios e informações gerais para os participantes desta competição. Caso queira entrar em contato com os professores organizadores deste evento acesse os seguintes endereços eletrônicos, encaminhando suas dúvidas ou sugestões: Prof. MSc. Tércio Graciano: gracianomil@ifrn.edu.br Prof. MSc. Roberto Monteiro: robertojose@ifrn.edu.br

VI Competição de Pontes de Espaguete EXPOTEC - 2011

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA RN UNIDADE DE ENSINO DE NATAL

DIRETORIA EDUCACIONAL DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL Av. Sen. Salgado Filho, 1559, 59.056-000- Natal/RN. Fone (084)4005-2635

O tema do trabalho proposto é a construção e o teste de carga de uma ponte treliçada, utilizando macarrão do tipo espaguete e colas epoxi e quente (tipo silicone, aplicada com pistola), conforme especificado no regulamento da competição. A ponte deve ser capaz de vencer um vão livre de 0,5 m, com peso não superior a 750 g. A construção da ponte deverá ser precedida da análise de algumas opções possíveis de tipos de pontes e do projeto detalhado do tipo de ponte escolhida, com estimativa da carga de colapso.

O trabalho deverá ser realizado em grupo, sendo cada grupo formado por no máximo 3 alunos regularmente matriculados no IFRN/RN.

O objetivo principal do trabalho proposto é motivar nos alunos o desenvolvimento de habilidades que lhes permitam:

aplicar conhecimentos básicos de Resistência dos Materiais; projetar sistemas estruturais simples; comunicar e justificar seus projetos em forma oral e escrita; trabalhar em grupo para executar seus projetos.

1) No ato da inscrição o grupo deverá contribuir com 1 kg de alimento não perecível, o qual será posteriormente distribuído numa comunidade carente ou ONG; por cada ponte que inscrever no concurso.

Tema do Trabalho

Desenvolvimento do Trabalho

Objetivos do Trabalho

REGULAMENTO

Critérios e Disposições Gerais.

2) Antes da realização dos testes de carga das pontes, cada grupo deverá apresentar uma estimativa do valor da carga de colapso de sua ponte.

3) A ponte deverá ser indivisível, de tal forma que partes móveis ou encaixáveis não serão admitidas.

4) A ponte deverá ser construída utilizando apenas massa do tipo espaguete da marca Ádria e colas epoxi do tipo massa (exemplos de marcas: Durepoxi, Polyepox, Poxibonder, etc.) e do tipo resina (exemplos de marcas: Araldite, Poxipol, Colamix, etc.) ou preliminarmente nas junções a cola de silicone. Será admitida também a utilização de cola quente em pistola para a união das barras nos nós. Outros tipos de cola poderão ser admitidos se submetidos previamente à consideração do(s) professor(es) da(s) turma(s) participante(s) da competição. Está vetada o revestimento dos espaguetes por qualquer outro tipo de cola, ou seja, a cola utilizada restringe-se apenas as junções, inclusive uso de fitas adesivas ou similares.

Fios de Espaguete

Colas Epoxi tipo massa

Colas Epoxi tipo resina

Cola Quente em pistola

5) O peso da ponte (considerando a massa espaguete e as colas utilizadas) não poderá ser superior a 750 g.

6) No limite de peso prescrito (750 g), não serão considerados o peso do mecanismo de apoio fixado nas extremidades da ponte (descrito a seguir, no item 8), nem o peso da barra de aço para fixação da carga (descrito a seguir, no item 10), que serão estimados em 150 g.

9) A ponte não poderá receber nenhum tipo de revestimento ou pintura.

10) A ponte deverá ser capaz de vencer um vão livre de 0,5 m, estando apoiada livremente nas suas extremidades, de tal forma que a fixação das extremidades não será admitida.

11) A altura máxima da ponte, medida verticalmente desde seu ponto mais baixo até o seu ponto mais alto, não deverá ultrapassar 0,4 m.

12) Cada extremidade da ponte poderá prolongar-se até 5,0 cm de comprimento além da face vertical de cada bloco de apoio. Não será admitida a utilização das faces verticais dos blocos de apoio como pontos de apoio da ponte.

13) A ponte deverá ter uma largura mínima de 5 cm e máxima de 15 cm, ao longo de todo seu comprimento.

14) Para que possa ser realizado o teste de carga da ponte, ela deverá ter fixada na região correspondente ao centro do vão livre, no sentido transversal ao seu comprimento e no mesmo nível das extremidades apoiadas, um TUBO DE pvc para água fria, de 20 mm de diâmetro de comprimento igual à largura da ponte. A carga aplicada será transmitida à ponte através deste tubo. O peso do tubo não será contabilizado no peso total da ponte.

15) Cada grupo deverá entregar sua ponte já construída, acondicionada em uma caixa de papelão. A data da entrega das pontes para cada turma participante da competição será fixada pelo professor da turma, sugerindo-se o dia anterior ao da realização dos testes de carga das pontes.

16) Após a entrega de cada ponte, membros da comissão de fiscalização da competição procederão à pesagem e medição da ponte e à verificação do cumprimento das prescrições do regulamento da competição. Se aprovada pelos membros da comissão de fiscalização, a ponte ficará armazenada em local a ser determinado pelo(s) professor(es) coordenador da competição, até o momento da realização dos testes de carga.

17) A ordem da realização dos testes de carga das pontes corresponderá, na medida do possível, à ordem de entrega das mesmas; estando presente pelo um componente do grupo.

18) A carga inicial a ser aplicada será de 1 kg. Se após 30 segundos de ter aplicado a carga, a ponte não apresentar danos estruturais, será considerado que a ponte passou no teste de carga mínima, e ela estará habilitada para participar do teste da carga de colapso.

19) Se a ponte passou no teste da carga mínima, as cargas posteriores serão aplicadas em incrementos definidos pelo membro do grupo que está realizando o teste. Será exigido um mínimo de 10 segundos entre cada aplicação de incremento de carga.

20) Será considerado que a ponte atingiu o colapso se ela apresentar severos danos estruturais menos de 10 segundos após a aplicação do incremento de carga. A carga de colapso oficial da ponte será a última carga que a ponte foi capaz de suportar durante um período de 10 segundos, sem que ocorressem severos danos estruturais.

21) Se na aplicação de um incremento de carga ocorrer destruição do ponto de aplicação da carga, será considerado que a ponte atingiu o colapso, pela impossibilidade de aplicar mais incrementos de carga (ainda que o resto da ponte permaneça sem grandes danos estruturais).

22) Após o colapso de cada ponte, os restos da ponte testada deverão ser examinados por membros da comissão de fiscalização, para verificar se na construção da ponte foram utilizados apenas os materiais permitidos. Caso seja constatada a utilização de materiais não permitidos, a ponte estará desclassificada.

23) Será considerada vencedora a ponte que suportar maior carga de ruptura, ficando com a segunda colocação a ponte que suportar a segunda maior carga de ruptura e em terceiro àquela que suportar a terceira maior carga de ruptura.

24) Caso ocorra empate na carga de ruptura a comissão organizadora irá avaliar, como critério de desempate, o design do conjunto.

25) Será atribuído Honra ao Mérito a ponte que apresentar melhor design inovador.

26) Qualquer problema, dúvida ou ocorrência não contemplada neste regulamento, deverá ser analisada pela comissão de fiscalização, e a decisão final sobre o assunto em questão caberá ao(s) professor(es) organizador (es) da competição. 1) Serão atribuídos medalhas e troféus para os três primeiros colocados.

Premiação

2) Serão atribuídas medalhas para os trabalhos contemplados com Honra ao Mérito. Obs.: Caso a comissão organizadora consiga brindes com possíveis patrocinadores, os

mesmos serão distribuídos entre as equipes vencedoras.

1) Dados Gerais

Número médio de fios de espaguete em cada pacote: 500 Diâmetro médio: 1,8 mm Raio médio: 0,9 mm Área da seção transversal: 2,545 x 10-2 cm2 Momento de inércia da seção: 5,153 x 10-5 cm4 Comprimento médio de cada fio: 25,4 cm Peso médio de cada fio inteiro: 1 g Peso linear: 3,937 x 10-2 g/cm Módulo de Elasticidade Longitudinal: 36000 kgf/cm2

2) Dados sobre a Resistência à Tração

Carga de ruptura por tração:

A carga de ruptura por tração para um fio de espaguete, independe do comprimento do fio, e foi determinada através do ensaio de 6 corpos de prova submetidos a tração até a ruptura.

A carga média de ruptura obtida nestes ensaios foi de 4,267 kgf.

Carga de ruptura por compressão:

A carga de ruptura por compressão dos fios de espaguete, está relacionada com o fenômeno da flambagem, que depende do comprimento do fio de espaguete, das propriedades geométricas da sua seção transversal e das condições de vinculação das extremidades. Os gráficos a seguir foram realizados na UFRGS e servirão como parâmetro referencial para auxiliar na determinação da carga de colapso.

Dados Complementares

* Curvas de Carga de Ruptura por Compressão x Comprimento da Barra, para barras formadas com diferentes números de fios de espaguete.

* Curvas de Carga de Ruptura por Compressão x Número de Fios de Espaguete da Barra, para barras com diferentes comprimentos.

3) Outras Competições Semelhantes:

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Competição de Pontes de Espaguete na Johns Hopkins University. Site de uma tradicional Competição de Pontes de Espaguete, com regulamento semelhante ao da nossa competição e muitas fotografias.

Competição de Pontes de Espaguete na Universidade Federal de Juiz de Fora. Site da Competição de Pontes de Espaguete do Laboratório de Resistência dos Materiais da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora (MG), organizada pelos professores Flávio de Souza Barbosa, Luis Paulo Barra e Michèle Farage.

Competição de Pontes de Espaguete na Universidade Federal do Paraná. Site da Competição de Pontes de Espaguete do Centro de Estudos de Engenharia Civil da Universidade Federal do Paraná (PR), organizada pela Profa. Mildred Ballin Hecke.

Competição de Pontes de Espaguete na Universidade de Passo Fundo. Site da Competição de Pontes de Espaguete da Universidade de Passo Fundo (RS), organizada pelo professor Moacir Kripka.

Competição de Pontes de Madeira Balsa. Site do colega Alexandre Pacheco sobre a Competição de Pontes de Madeira Balsa, por ele organizada. Não deixe de conferir as fotos das pontes ensaiadas!

É evidente que num concurso de massas não podia faltar uma belíssima receita de espaguete.

Espaguete com tirinhas de carne

Massas e Macarrão Ingredientes 1kg de filé mignon cortado em tirinhas 1 dente de alho amassado 1 cebola média fatiada 3 colheres (sopa) de azeite 1 xícara (chá) de cogumelos ½ xícara (chá) de vinho tinto seco 1 xícara (chá) de azeitonas pretas ½ kg de espaguete Sal a gosto Salsa picada a gosto Modo de preparo Doure a carne, o alho e a cebola no azeite. Acrescente água, se necessário, e cozinhe até amaciar a carne. Junte o cogumelo cortado em tiras ou inteiro, o sal, o vinho e deixe no fogo até evaporar. Corte as azeitonas em lascas e adicione. Desligue o fogo e reserve. Cozinhe o espaguete até ficar al dente, conforme as instruções da embalagem, e escorra. Misture o refogado ao macarrão e polvilhe com a salsa. Sirva ainda quente. DICA: Este prato é muito generoso em carne e fica bastante suculento. Se preferir, diminua a quantidade de filé mignon. Experimente também fazer esta receita com frango desfiado.

Receita de Espaguete