A quantidade e a gravidade dos desastres naturais estão aumentando e, muitas vezes, as pontes existentes são destruídas, exigindo a construção de uma nova ponte para levar o material necessário com urgência para a área afetada ou para transportar as pessoas de uma zona de perigo para hospitais próximos. Para atender a essa necessidade crescente, foi desenvolvido um novo tipo de ponte de alumínio que pode caber facilmente em um contêiner padrão, podendo ser transportado por caminhão ou trem (intermodal) ou até mesmo por helicóptero (para resposta mais rápida). Ele também foi projetado para permitir uma montagem rápida no local, sem qualquer maquinário pesado. O resultado é a ponte tática para veículos leves (LVTB), também apelidada de “Bridge in a Box”, desenvolvida pelo Grupo MAADI. É feito principalmente de perfis extrudados de alumínio e conectado por uma mistura de peças fundidas e componentes usinados.
Devido ao módulo de elasticidade mais baixo do alumínio (em comparação com o aço), as deflexões e vibrações geralmente governam os projetos estruturais de projetos como pontes. O alumínio é resiliente e, com sua força e flexibilidade, pode flexionar sob cargas e facilmente se recuperar de um impacto, o que é uma grande vantagem para uma ponte que muitas vezes é movida, montada e depois desmontada novamente. Outra vantagem do alumínio, importante para esta aplicação, é que não perde ductilidade (torna-se quebradiço) em baixas temperaturas (ao contrário de outros materiais). Com o uso antecipado do LVTB em todo o mundo nos climas mais adversos – do ártico ao deserto – apenas o alumínio pode fornecer a resiliência e a segurança esperadas por seus usuários.
Infinitamente Reciclável
E não menos importante, para uma estrutura (como para qualquer outra), a reciclabilidade do alumínio e seu alto valor de sucata são fatores importantes frequentemente esquecidos ao tomar uma decisão de investimento inicial. No caso desta ponte, todos os elementos podem ser facilmente desmontados e os materiais (e até ligas) separados para permitir a reciclagem ideal e de maior valor no final de sua vida útil – o que provavelmente será em mais de cem anos.
O alumínio tem muitos atributos e vantagens que o tornam atraente para uma variedade de aplicações, incluindo estradas e pontes de pedestres ou viadutos. 1Um dos atributos mais importantes é sua alta relação resistência-peso. Essa combinação o torna ideal para a construção de uma estrutura de ponte de emergência, pois oferece a alta resistência e o peso leve necessários.
A leveza do alumínio.
Esta vantagem é extremamente útil para o transporte, manipulação e instalação da estrutura da ponte. Também reduz o peso morto do tabuleiro da ponte, permitindo que cargas vivas mais pesadas passem por cima. Uma vez que a ponte precisava ser transportada globalmente em um contêiner intermodal, ela teve que ser limitada a cerca de 20.000 kg, incluindo todas as ferramentas e hardware de lançamento. Para torná-lo transportável por helicóptero, o peso máximo do LVTB foi realmente limitado a 12.700 kg, a carga útil máxima de estilingue para um Boeing H-47 Chinook (bimotor americano, rotor tandem, carga pesada) helicóptero.
A própria ponte final pesa apenas 4.800 kg e, quando embalada em seu contêiner com todo o hardware que o acompanha, o peso total foi medido em 9.090 kg, dos quais quase um terço era o peso do próprio contêiner. Uma construção de aço comparável pesaria muito mais e, com o peso combinado das ferramentas e do equipamento de lançamento, certamente teria excedido a capacidade até mesmo de um helicóptero Chinook.
O valor do alumínio
Além do peso para transporte, um dos critérios essenciais do projeto era que uma pequena equipe pudesse montar a ponte sem qualquer maquinário. A maioria das pontes militares móveis utiliza veículos grandes para instalá-las, pois são pesadas demais para serem manuseadas de maneira razoável por sua tripulação.
Ao mesmo tempo, a ponte precisava ser forte o suficiente para suportar o peso de um veículo leve (1.500 kg) e as pessoas que andam por ela (cerca de 21.000 kg ou 230 pessoas). Isso foi conseguido projetando e otimizando os membros principais usando perfis que minimizavam o peso e maximizavam a resistência e a rigidez da estrutura. Considerando o uso pretendido da ponte em situações de emergência, os critérios de operacionalidade foram relaxados, o que permitiu maior redução de peso.
A resiliência do alumínio.
Uma das principais peças estruturais é uma treliça principal que sustenta a ponte, também conhecida como corda. Embora possa parecer um perfil quadrado simples por fora, o interior do acorde superior revela a magia dos perfis extrudados de alumínio . O acorde sofre compressão significativa e pode estar sujeito a flambagem. Portanto, foi otimizado para atender a essas demandas, ao mesmo tempo em que minimiza o peso. Para eliminar a flambagem local, reforçadores longitudinais foram adicionados exatamente onde teriam mais benefícios e as espessuras das paredes foram variadas em função de seu comprimento. No geral, a flambagem da corda superior foi evitada e controlada pelo ajuste da largura da seção transversal.
Um dos desafios do projeto da ponte era que toda a ponte de 80 pés (23,4 m) precisava caber dentro de um único contêiner intermodal padrão, que geralmente tem 20 pés (6 m) de comprimento. Isso significava que os componentes da ponte deveriam ser limitados ao comprimento de 20 pés do contêiner, resultando em um maior número de juntas durante a montagem. Isso pode ser um motivo de preocupação, porque muitas vezes as juntas são consideradas pontos fracos no projeto estrutural. Portanto, para atingir a resistência desejada em todo o comprimento da ponte, foram implantadas conexões sofisticadas, que só são possíveis com perfis extrudados de alumínio. Isso pode ser visto no banzo superior, no qual as juntas sem soldas são capazes de fornecer continuidade sem o risco de deformação.
A versatilidade do alumínio.
É importante observar que não há soldas em nenhum dos membros principais da ponte, o que permite uma união rápida e flexível sem o uso de equipamentos complicados. Além disso, isso dá suporte à integridade estrutural da ponte. Uma vez que as propriedades mecânicas do alumínio são significativamente reduzidas na zona afetada pelo calor perto de uma solda, uma ponte sem solda permite uma relação resistência-peso muito maior. Isso também reduz a fadiga, porque as soldas podem criar altas tensões residuais e muitas vezes criar um efeito de entalhe que as torna um local comum para o crescimento de trincas.
Além de serem projetados para serem unidos na construção da ponte, todos os componentes foram otimizados para se encaixarem perfeitamente no contêiner da maneira mais eficiente possível. Em muitos casos, os componentes têm menos de 1 mm de folga entre eles.
Com o novo conceito de Bridge in a Box, o Grupo MAADI conseguiu desenvolver um projeto de ponte leve e flexível que pode ser transportado (e armazenado) de maneira fácil e rápida em um contêiner e montado por poucas pessoas sem qualquer maquinário pesado. É a resposta perfeita para qualquer necessidade de uma ponte de emergência após um desastre natural, ou qualquer necessidade imediata de uma ponte ser instalada em um tempo mínimo.
O vídeo abaixo…sintetiza a boa idéia do produto:
Referências:
De la Chevrotiére, Alex e Martin Hartlieb, “Vantagens de Alumínio para Pontes,” Revista Canadense de Engenheiros Consultores , dezembro de 2020, pp. 15-17.
“Deploy-Ready Aluminium Bridge Deck – Addressing the Challenges of Aging Infrastructure,” Light Metal Age , agosto de 2019, pp. 30-33.