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Abstract:
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A avaliação do comportamento estrutural de barcaças graneleiras é fundamental
para garantir a segurança e eficiência do transporte fluvial de granéis sólidos, modal
amplamente utilizado na logística agrícola brasileira devido ao baixo custo
operacional, elevada capacidade de carga e menor impacto ambiental. Este estudo
analisa a estrutura de uma barcaça construída pelo Estaleiro Juruá, cuja
representação numérica reproduziu integralmente a embarcação real, incluindo
todos os chapeamentos, cavernas, reforçadores e anteparas. Para a análise global,
utilizou-se o método de viga-navio por meio de um programa desenvolvido pelo
NSO-UFSC, que permitiu obter os momentos fletores longitudinais em oito diferentes
condições de carregamento, variando tanto a massa específica quanto a geometria
do granel. Já na análise local, aplicou-se o método dos elementos finitos (MEF) no
software ANSYS, conduzido em etapas estruturadas: construção da geometria
completa, discretização da malha, definição das propriedades do material, aplicação
das pressões hidrostática e da carga granular e, por fim, execução das simulações.
O processo de validação incluiu modelos de controle que demonstraram que,
mesmo com a aplicação exclusiva de cargas verticais no fundo, há tendência natural
de fechamento dos costados, evidenciando a importância da pressão lateral do
granel para o equilíbrio estrutural. Os resultados indicaram que a distribuição das
cargas exerce influência mais significativa do que a massa total transportada,
impactando tanto os momentos fletores longitudinais quanto o comportamento
transversal dos costados. Quanto aos efeitos locais, observou-se que apenas uma
parcela mínima da estrutura atingiu tensões de von Mises superiores a 250 MPa,
demonstrando o dimensionamento robusto da barcaça. Carregamentos cônicos,
embora operacionalmente vantajosos, favoreceram deslocamentos transversais
superiores a 7 cm, compatíveis com relatos de escorregamento das tampas da
braçola. Em contrapartida, carregamentos trapezoidais promoveram abertura dos
costados por proporcionarem pressões internas mais equilibradas. A análise de
flambagem revelou que apenas duas condições permaneceram abaixo do limite
crítico, reforçando a relevância da instabilidade local na avaliação estrutural. Como
alternativa de mitigação, foi proposto um reforço na braçola composto por borboletas
e um reforçador longitudinal, capaz de elevar significativamente o multiplicador de
carga crítico. Conclui-se que, embora a barcaça apresente um dimensionamento
robusto, a segurança estrutural depende de práticas adequadas de carregamento e,
quando necessário, de reforços estruturais que ampliem sua margem de segurança
e confiabilidade operacional. |
