O que é Momento de Carga?

Em termo genérico o momento de carga é o esforço necessário para suportar uma carga a uma determinada distância.

O esquema mostra uma situação onde pode ser observada a ocorrência do que em Mecânica é conhecida como MOMENTO.

Por exemplo, o esquema poderia ser um suporte – BRAÇO, engastado (fixado) a uma parede. Na extremidade do suporte existe um PESO, que exerce uma FORÇA que tende a deslocar o braço para baixo. No ponto da parede onde o suporte está engastado, existe um esforço mecânico denominado de MOMENTO.

Sendo assim, O MOMENTO DE CARGA é determinado a partir de uma FORÇA e de um BRAÇO.

 

 ·      MOMENTO é simbolizado pela letra “M”

A unidade de medida é o (kgfm)  kilograma força metro.

·      FORÇA é simbolizada pela letra “F”.

A unidade de medida é o (kgf) kilograma força.

·      BRAÇO, por se tratar de uma distância, é simbolizado pela letra “d”.

A unidade de medida é o (m) metro.

Assim,      M = F x d

 

Exemplo

O MOMENTO resultante de uma força F = 2 kgf aplicado num braço cujo comprimento é d = 1,5 m, é calculado como:

M = F x d

M = 2 x 1,5

M = 3 kgfm

Para entender o que significa na prática, vamos analisar algumas situações:

Situação 1

Vamos imaginar que o ponto de fixação de um suporte resista ao momento mecânico. Porém, que o suporte em si não tenha resistência aos esforços de flexão devido ao peso aplicada na sua extremidade.

Consequentemente, o suporte vai sofrer uma “deformação”.

 

 

Situação 2

Imagine que esta situação seja contrária à primeira, ou seja, agora é o ponto de fixação que não tem resistência suficiente às solicitações do momento mecânico e que o suporte não sofra deformação devido ao peso aplicada na sua extremidade. Nesse caso a tendência é que o suporte seja arrancado da parede pela torção que sofre nesse ponto.

Nas duas situações o que ocorre é um sobre esforço mecânico aplicado ao conjunto “ponto de engastamento / suporte”.

Podemos concluir a principio, que todo o sistema mecânico deve ser dimensionado para suportar determinados esforços mecânicos. Qualquer sobrecarga pode causar danos, que por vezes podem ser irreparáveis.

Vamos dar outros exemplos práticos e analisá-los.

 

Exemplo 1

Para cada um dos esquemas abaixo, vamos calcular o momento de carga.

 

Se o comprimento do “braço” não varia (d = 1m), o momento aumenta proporcionalmente ao aumento da força.

 

Exemplo 2

Se a força tem a mesma intensidade (F = 1 kgf), o momento aumenta proporcionalmente ao aumento do comprimento do braço.

 

 

Exemplo 3

Para vários comprimentos de braço e várias intensidades de força, podemos ter o mesmo valor de momento, desde que seja proporcional o PESO (força) e o BRAÇO (distância).

Na prática, queremos demonstrar desses conceitos na operação dos guindastes.

 

Os esquemas anteriores são uma representação bastante simples de um guindaste articulado. Note que a cada posição (inclinação) do BRAÇO, as distâncias entre a FORÇA aplicada na sua extremidade e os seus pontos de engate variam. Desse modo, o MOMENTO DE CARGA também varia.

Como vimos anteriormente, todo sistema mecânico (guindaste) é dimensionado para suportar um esforço máximo. Analisando os esquemas anteriores, concluímos que a posição do BRAÇO que oferece menos esforço mecânico, é aquela para a qual a distância é a menor possível. Lembre-se que a intensidade do MOMENTO é diretamente proporcional à distância.

Existem guindastes que são dotados, além do BRAÇO, de uma LANÇA. De qualquer forma, conforme a posição do sistema articulado BRAÇO / LANÇA, sempre deve ser considerada a distância e o peso de modo que o equipamento trabalhe dentro de suas limitações.

Cada guindaste, de acordo com suas características e capacidade, vem com um diagrama onde é mostrado, para cada distância, qual o máximo de peso que o equipamento pode suportar.

Por exemplo, um guindaste com capacidade para 8.500 Kgfm teria um diagrama semelhante ao apresentado abaixo.

No gráfico, estão à distância e as respectivas capacidades de carga. Note que o momento calculado para cada linha (peso – Kg x distância -m), resulta sempre em 8.500 Kgfm.

Observação – O esquema mostrado é ilustrativo. Cada equipamento tem seu diagrama, com suas características próprias, tais como:

• Capacidade nominal de carga;
• Comprimento do “braço”;
• Comprimento da(s) lança(s) – incluindo a telescópica ou extra, se houver;
• Capacidade de giro da torre;
• Altura da torre;
• Altura em relação ao solo;
• Capacidade de carga do guincho – se houver.

Logicamente, as lanças, braço, cilindros, óleo, acessórios, gancho, etc, possuem um peso (kgf), que também deve ser considerado no cálculo do momento. Para saber com exatidão a capacidade de carga naquele determinado ponto.

Utilizando o exemplo acima de nosso modelo de 8.500 kgfm. A uma distancia de 7 m, ele terá uma força de 1.210 kgf, conforme demonstrado no gráfico. Mas, se considerarmos os pesos de seus componentes (braço, lança, pino, bucha, gancho, cilindro, óleo) que somado tenha um peso de 200 kgf. Então a capacidade de carga útil a 7 metros será de 1.010 kgf. Portanto, quanto mais leve o material utilizado na fabricação do guindaste e seus componentes, maior é a capacidade de carga útil.

É extremamente importante durante as operações com equipamento, observar seu diagrama de carga de modo a não sobrecarregá-lo. Esse cuidado resulta em operações mais seguras para o operador e garante uma vida útil ao equipamento.

Observação – Para os guindastes dotados de guincho, observe para que a capacidade de carga do guincho não supere a capacidade do guindaste em determinadas condições operativas. Consulte o diagrama para saber quais as posições limites para operá-lo junto com guincho.