The mining economy in Pará. Conflict and negotiation

O silo-piloto cilíndrico, baseado nos estudos de Wenzel (1963 apud PIEPER; SCHULTZ, 1980, p. 5), foi utilizado como padrão pela norma alemã DIN 1055: 1987. O silo-piloto construído nesta pesquisa é formado por 12 anéis independentes suspensos de modo estaticamente determinado, cada um com 50 cm de altura (Figura 7.11), com um diâmetro interno de 70,6 cm de parede interna lisa e 64,36 cm de parede interna ondulada, com uma altura total de 600 cm, capacidade de armazenamento de 2,55 m³ para produto granular quando utilizada a tremonha axissimétrica com α =15o.

Foi projetada uma espessura de parede de 10mm para que a deformação do anel permanecesse pequena, de tal modo que não tivesse influência nas medições das pressões devido a ovalização do anel. Cada anel foi calandrado em dois semi-cilindros soldados (Figura 7.13) continuamente na vertical, e o outro lado unido por duas braçadeiras/presilhas (células de carga – 8kN) horizontais de medição, que são pré-tracionadas por meio de três molas helicoidais, mantendo assim um esforço de tração inicial (Figura 7.11 e Figura 7.13). Os anéis também são suspensos por braçadeiras/presilhas (célula de carga – 8kN) verticais de medição para determinação da força de atrito nas paredes. Todas as ligações das presilhas são articuladas nos apoios e nos anéis, cuja conexão se dá por meio de pinos de aço inoxidável. Sob duas colunas do silo foram instaladas células de carga para medição da força total mobilizada pelo atrito. Os dispositivos de descarregamento (tremonhas e fundo plano) são suspensos por presilhas (células de carga) e parafusados nas colunas de medição (Figura 7.11). As células de carga foram confeccionadas em alumínio com liga especial pela MSI (Micro Sensores Industriais).

Figura 7.11 – Sistema de ensaio e detalhes dos anéis de medição de pressões.

Entre os anéis foram coladas borrachas internas de vedação, que se deterioraram ao longo dos ensaios, sendo necessário sua remoção e recolocação. Além das borrachas internas, foi adicionada uma faixa de borracha entre os anéis, formando uma cinta de calafetação (Figura 7.12). Parafusos Montante dos montantes Chumbadores Chapa Ondulada Montante de estabilização Montante 706m m

Figura 7.12 – Sistema de vedação do silo-piloto com borrachas coladas.

Figura 7.13 – Sistema de medida das pressões horizontais.

O silo-piloto utilizado nos ensaios foi montado na parte interna de um edifício de madeira, construído no LaMEM, especialmente para esta finalidade.

Para a elaboração de todo o sistema experimental (silo-piloto, silo de armazenamento, elevador e diversos), várias etapas foram elaboradas e muitos serviços foram necessários para que a estrutura ficasse pronta dentro do prazo para a realização desta pesquisa. As Figuras 7.14 e 7.15 mostram algumas dessas atividades.

Figura 7.14 – Abertura para o poço do elevador e para as moegas.

Figura 7.15 – Montagem dos painéis do edifício experimental.

Depois de concluída a construção do edifício experimental, prosseguiu-se com os trabalhos internos, com a montagem do elevador de canecas (Figura 7.16 e Figura 7.17).

Figura 7.16 – Montagem do elevador de canecas. Figura 7.17 – Montagem das canecas.

Posteriormente à montagem do elevador de canecas, foi construída uma laje de 15 cm de altura para a montagem do silo-piloto (Figura 7.18 e Figura 7.19).

Figura 7.18 – Montagem parcial das armaduras da laje.

Figura 7.19 – Laje concretada para a colocação do silo-piloto.

Construída a laje de fundo, os montantes foram chumbados e colocados na posição vertical para que os anéis pudessem ser içados e posicionados no local (Figura 7.20 e Figura 7.21). Após todos os anéis terem sido colocados na posição correta, o silo-piloto foi instrumentado. Este procedimento foi realizado para que as células de carga não fossem danificadas devido à montagem inicial.

Figura 7.20 – Colocação de chumbadores para a fixação dos montantes da laje de apoio.

Figura 7.21 – Içamento para a montagem dos anéis do silo-piloto.

Já a montagem do silo auxiliar foi conduzida paralelemente à montagem do silo-piloto e está mostrada na Figura 7.22 e Figura 7.23.

Figura 7.22 – Içamento do corpo do silo de armazenamento.

Figura 7.23 – Visão geral do silo de armazenamento montado.

As vantagens deste silo-piloto para as medidas de pressões são:

ƒ pontos de medição em quantidade suficiente para determinar todas as possíveis pressões;

ƒ medição de carregamentos integrados sobre grandes superfícies, tal que não sejam medidos picos de carregamento não-importantes na avaliação dos coeficientes de sobrepressão;

ƒ grande relação altura diâmetro, "domínio infinito", tal que as máximas pressões no silo sejam medidas sem a influência da superfície livre superior e do fundo;

ƒ possibilidade de instalação de vários tipos de paredes lisas e onduladas para que a influência da rugosidade da parede possa ser quantificada. Para ensaios com paredes onduladas foram parafusados internamente semi-anéis de chapa ondulada (Figuras 7.24, 7.25 e 7.26).

A Figura 7.24 mostra os detalhes de fixação e vedação dos anéis, bem como o posicionamento das chapas onduladas.

VEDAÇÃO BORRACHA DE

PAREDE COM CHAPA

LISA _{PARAFUSO FENDA}

PAREDE COM CHAPA VEDAÇÃO BORRACHA DE LUVA METÁLICA BRAÇADEIRA JUNTA METÁLICA DE GAVETA REGISTRO 10mm 1 ONDULADA

PARAFUSO COM PORCA E ARRUELA ANEL METÁLICO CÉLULA DE CARGA VERTICAL CHAPA ONDULADA VEDAÇÃO BORRACHA DE DETALHE DA FIXAÇÂO DA CHAPA ONDULADA ORIFÍCIO DE SAÍDA DETALHE DE FIXAÇÃO DO ANEL DE VEDAÇÃO DETALHE NA BORRACHA

Figura 7.24 – Sistema de fixação da parede ondulada e vedação dos anéis.

Figura 7.25 – Revestimento em chapa ondulada dos anéis.

Figura 7.26 – Visão interna do revestimento interno.

Para a escolha dos tipos de tremonha foram utilizados os critérios de fluxo (capítulo 3) e de utilização em silos reais no Brasil. As tremonhas escolhidas para os ensaios foram:

ƒ fundo plano; ƒ tremonha com 15º; ƒ tremonha com 45º.

Em todas as tremonhas foram instaladas células de pressões do tipo diafragma de 70 kPa de capacidade nominal para as medidas de pressão normal, sendo fixadas nas paredes com o auxílio de uma base de madeira compensada e parafusos passantes. As células foram dispostas ao longo da altura, com a geometria apresentada na Figura 7.27.

94 ,4 2c m 12 ,0 12 ,3 28 ,0 0 70,6 F2 F4 4, 4 4, 7 16 ,3 5 25 ,3 Unidade: cm α=90° F3 5 F1 α=45° 20 70,6 5 α=15° F1 F6 5 F3 F4

Parafusos sextavado Parede da tremonha

Madeira compensada força total:160N

Diâmetro=53mm Célula de pressão (Diafragma)

F3 F4 Capacidade: pressão: 70kPa 6 70,6 5 6 F1 F6 F2 Célula de pressão

Figura 7.27 – Instrumentação das tremonhas com as células de pressões.

A Figura 7.28a,b,c e Figura 7.30 mostram as tremonhas instrumentadas na execução dos ensaios. São mostradas todas as inclinações utilizadas, bem como o posicionamento das células de pressões.

(a) (b) (c)

Figura 7.28 – (a) Fundo plano. (b) Tremonha α =45 (c) Tremonha α =15 .

Figura 7.29 – Instrumentação do fundo plano. Figura 7.30 – Células de pressão MSI (cap.70 kPa).