I Competição Estudantil de Pontes de Palitos de Bambu

MISSÃO

Com o principal objetivo de desafiar a estimular os estudantes do curso de graduação em engenharia civil desta

instituição, a I Competição Estudantil de Pontes de Palitos de Bambu é um projeto supervisionado que vêm

complementar a formação dos acadêmicos no que tange à aplicação de conceitos, leis, fórmulas e teoremas da Análise

Estrutural.

Desde concepção original até a construção final do modelo, os grupos de alunos têm a oportunidade de visualizar, na

prática, as inúmeras etapas ao longo do projeto de uma estrutura (lançamento, fabricação, escolha dos materiais e

melhores peças, procedimentos e cuidados na montagem, realização de ensaios e ajustes de parâmetros), de modo a

atingir a meta que compreende em uma estrutura reticulada formadas por elementos de barras esbeltas, cujo material é

o bambu, tendo em vista obedecer às especificações desejadas e que atenda ao desempenho, bem como que seja aplicado.

A I Competição de Pontes de Palitos de Bambu se propõe a fazer parte de um sistema integrado de ensino e

aprendizagem, na medida em que promove um acréscimo na consciência do mundo real quando o assunto principal é o

de problemas de engenharia, a exemplo das particularidades das restrições espaciais de deslocamentos, caracterização

apropriada das propriedades físicas e mecânicas dos materiais escolhidos, implicações globais das ações externas, que

vai desde as preocupações com o processo de fabricação e montagem até a questão da segurança, bem como as

implicações do custo e, até mesmo, a importância do aspecto estético.

Neste sentido, espera-se que o sucesso atingido numa competição desta natureza esteja diretamente relacionado com a

competência em aplicar, adequadamente, os princípios da engenharia estrutural e da construção. Engenheiros civis em

formação, os acadêmicos são motivados a inovar e praticar o senso de profissionalismo da peculiar concorrência, assim

como usar os recursos da forma mais eficiente.

Vale destacar que, neste processo, os estudantes-participantes serão orientados a projetar e construir um modelo em

escala reduzida de uma ponte, a partir da união estratégica de palitos de bambu pré-estabelecidos pela comissão

organizadora, com formato livre. Neste processo, tanto podem idealizar o projeto por si mesmos ou podem contar com

sugestões de professores e/ou profissionais ao longo da atividade e usufruir das instalações dos laboratórios da

UNISINOS, sendo incentivados a maximizar o seu envolvimento ao longo de toda etapa de fabricação.

Mesmo no caso de modelos reduzidos, a segurança é um fator primordial. Para que seja mantida a segurança dos

envolvidos, serão tomadas todas as precauções necessárias. Espera-se que, desta maneira, serão evitados acidentes com

os competidores, espectadores, julgadores e organizadores. Por essa razão, procedimentos que podem, eventualmente,

gerar situações de risco serão proibidos e os testes de ruptura serão interrompidos na medida em que o colapso for

iminente ou gerar risco no local.

Espera-se que a I Competição de Pontes de Palitos de Bambu proporcionará experiência em projetos, bem como a

oportunidade de aprender/aplicar processos de gerenciamento.

Além de contribuir para o desenvolvimento da formação técnica dos acadêmicos, é importante salientar que a emoção

da competição será um aspecto diferenciado e, consequentemente, promoverá uma maior integralização entre os alunos

do curso desta universidade, podendo ser extendida para alunos de outros cursos ou, até mesmo, de outras instituições.

ORGANIZAÇÃO

Como garantia de incentivo dos estudantes para estudar e analisar o comportamento dos materiais envolvidos, estimular

a criatividade e a busca de novas informações para o dimensionamento de sistemas estruturais treliçados, a comissão

definiu um conjunto de regras que procuram contemplar uma variedade de projetos, sem comprometer a liberdade de

inovação. Neste sentido, espera-se que os projetistas se sintam liberados para considerar as vantagens da alternativa

escolhida e possam compará-las com as particularidades de outras alternativas e entendam que o desafio do concurso

seja a garantia de que os concorrentes projetem e construam pontes com propostas bem diferentes.

Os competidores, os juízes e a comissão de organização serão incentivados a ler o conteúdo deste documento de regras

antes da competição para que se familiarizem com todas as diretrizes.

Como membros da Comissão Organizadora e Julgadora da I Competição de Pontes de Palitos de Bambu, tem-se:

Coordenação Geral

Prof. Dr. Uziel Cavalcanti de Medeiros Quinino.

Graduação em Engenharia Civil

Prof. Dr. Daniel Reis Medeiros – Coordenador do Curso.

Prof. MSc. Jeferson O. Patzlaff – Coordenador do Curso

Prof. MSc. Bruna M. Lazzari – Membro Julgador.

Prof. MSc. Paulo Sérgio B. Lemos – Membro Julgador.

Prof. Dr. Mirtes Caron Peres Ramires – Professor.

Prof. Luiz Afonso Montini – Professor.

Itt Performance

Prof. Dr. Bernardo Fonseca Tutikian – Membro Julgador

Prof. MSc. Roberto Christ – Membro Julgador.

Prof. MSc. Fabrício Longhi Bolina – Membro Julgador.

Prof. MSc. Fernanda Pacheco – Membro Julgador.

Acad. Eng. Civil – Paulo Eduardo Mezzomo da Silva

Acad. Eng. Civil – Camila Fernandes Natus de Souza

Laboratório de Materiais de Construção

Acad. Eng. Civil – Júlio César Maia Daudt

Monitoria de Análise Estrutural – Engenharia Civil

Acad. Eng. Civil Stephany Borja Agliardi

A COMPETIÇÃO

Cada equipe deve consistir apenas de estudantes de graduação em Engenharia Civil, totalizando 05 participantes, sendo

um de cada atividade acadêmica referente às disciplinas de Análise Estrutural do curso de graduação em Engenharia

Civil (Análise Estrutural I, II, III, IV e V). O aluno que tenha cursado todas as disciplinas citadas, com aprovação, é

considerado um aluno de Análise Estrutural V.

Disposições Gerais

i. No ato da inscrição na competição, recomenda-se que o grupo efetue uma doação de 01 agasalho, 01 cobertor ou 01

kg alimento não perecível. O propósito é doar os itens arrecadados para uma instituição de caridade ou de assistência

social, por intermédio do DAEC – Diretório Acadêmico de Engenharia Civil e dos Engenheiros sem Fronteiras da

UNISINOS;

ii. Será permitida a participação de apenas uma única ponte de palito para cada grupo inscrito;

iii. Uma vez inscrita na competição, a equipe deverá entregar a sua ponte na data e local estabelecidos pela comissão

organizadora e julgadora deste evento. É importante destacar que é formada uma comissão de fiscalização presidida

pelo(s) membro(s) julgadores previstos neste edital, bem como por acadêmicos monitores que estarão encarregados de

verificar se as pontes obedecem às prescrições do presente edital de competição.

iv. Junto ao modelo de ponte fornecido pela equipe, os grupos necessitam apresentar um CD/DVD contendo um

Relatório de Construção da Ponte (fotos e descrição das etapas de construção), dando ênfase às características dos

materiais empregados, fotos do processo de fabricação, foto e identificação dos integrantes do grupo, bem como a

previsão do valor da carga de colapso de sua ponte.

b) Construção da Ponte – Materiais permitidos , dimensões limites e demais regras

i. A ponte deverá ser construída utilizando apenas palitos (espetinhos) de bambu para churrasco, comercializados, da

marca Natural (sem tratamento adicional, revestimento ou alteração das características originais) com seção circular e

colas epoxi do tipo massa (exemplos de marcas: Durepoxi, Polyepox, Poxibonder, etc.) e do tipo resina (exemplos de

marcas: Araldite, Poxipol, Colamix, etc.). 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 dos membros

julgadores da comissão organizadora da competição;

Espeto 18 x 0,4 cm

Espeto 25 x 0,4 cm

Espeto 30 x 0,4 cm

Fig. 1 - Palitos (espetinhos) de bambu para churrasco, comercializados, da marca Natural.

Fig. 2 – Exemplos de colas e resinas.

ii. Não será permitido o recebimento de pontes que forem entregues por partes (segmentos móveis ou elementos

encaixáveis). A ponte precisará ser indivisível, com massa total máxima de 750 g, já considerando a massa dos

elementos que servirão de apoio (canos de PVC fixados nas extremidades das pontes), bem como da massa referente à

barra de aço para aplicação da carga.

iii. No que tange às dimensões: a ponte deverá ser capaz de vencer um vão livre mínimo de 1 metro, estando apoiada

nas suas extremidades, de forma que a fixação das extremidades não será admitida;

iv. A altura máxima da ponte, medida verticalmente, desde seu ponto mais baixo até o seu ponto mais alto, não deverá

ultrapassar 50 cm;

v. A ponte deverá ter uma largura mínima de 5 cm e máxima de 20 cm, ao longo de todo seu comprimento;

vi. Sob cada uma das extremidades da ponte deverá ser fixado um tubo de PVC (tubo para água fria de 1/2" de diâmetro

nominal e 20 cm de comprimento) para promover o vínculo destas extremidades sobre as faces superiores das

plataformas de ensaio, devidamente espaçadas, planas e niveladas;

vii. 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.

viii. 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, uma barra de aço de

construção de 8 mm de diâmetro e de comprimento igual à largura da ponte. A carga aplicada será transmitida ao longo

da ponte através desta barra de rigidez maior. O peso da barra não será contabilizado no peso total da ponte, como

descrito no item 4.

Fig. 3 - Dimensões limites da ponte de palito

Fig. 4 – Apoios: tubo de PVC para instalação de água fria de ½” – 20 cm de comprimento - e Eixo central: barra de

aço com diâmetro de 8,0 mm e comprimento função da largura do centro.

c) Orientações sobre a apresentação das pontes

1. Cada grupo deverá entregar sua ponte já construída, protegida em uma caixa, devidamente identificada com o número

da equipe e nomes dos integrantes, bem como CD/DVD com os arquivos referentes ao relatório. A data da entrega das

pontes é fixada pela coordenação da competição, conforme previsto neste edital.

2. No momento da 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 deste regulamento. Após a entrega, a ponte ficará

armazenada em local determinado pela comissão organizadora da competição, até o momento da realização dos testes

de carga.

d) Procedimentos para a realização dos testes de carga

20 cm

1. A ordem da realização dos testes de carga das pontes corresponderá, na medida do possível, à ordem de entrega das

mesmas.

2. Cada grupo indicará um de seus membros para a realização do teste de carga de sua ponte. Durante o teste de carga,

o aluno deverá utilizar luvas de proteção para evitar acidentes no momento do colapso da ponte.

3. A carga inicial a ser aplicada será de 1 kg. Se após 10 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.

4. Uma vez aprovada 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.

5. 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.

6. Se na aplicação de um incremento de carga ocorrer a 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).

7. Após o colapso de cada ponte, os restos da ponte testada poderão ser examinados por membros da comissão de

fiscalização da competição, para verificar se na sua construção foram utilizados apenas os materiais permitidos. Caso

seja constatada a utilização de materiais não permitidos, a ponte estará desclassificada.

8. Em caso de empate de duas ou mais pontes com a mesma carga de colapso, será utilizado como critério de desempate

o peso menor e se persistir o empate, a doação no ato da inscrição por parte do grupo. Se ainda persistir o empate, será

considerada a ordem de entrega das pontes.

9. 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 aos membros julgadores.

e) Dados para o Projeto

AmostraDiâmetro

(mm)

Carga Limite

(N)

Comprimento

Inicial (mm)

Módulo de

Elasticidade

(MPa)

1 4,20 2900 115,00 13410,00

2 4,20 1390 115,00 10452,00

3 4,00 2160 115,00 10038,00

4 3,90 2170 115,00 12975,00

5 3,90 2890 115,00 12741,00

6 4,10 1470 115,00 9103,00

7 4,00 1740 115,00 11887,00

8 3,90 2480 115,00 13419,00

9 3,60 3340 115,00 15448,00

10 3,70 1530 115,00 9487,00

Ensaio à Tração

Comprimento

[mm]

Diâmetro

[mm]

Carga

[N]

Média

Comprimento

[mm]

Média Carga

[N]

11,59 4,30 435

11,23 3,60 317

12,04 4,10 579

11,14 4,20 469

11,43 3,90 459

9,62 4,10 490

21,32 4,10 363

21,04 3,60 390

21,06 3,80 331

20,83 4,10 565

20,00 4,10 276

21,36 4,00 552

40,81 4,10 389

41,55 3,80 527

40,08 4,10 372

41,30 4,30 560

40,95 3,60 312

40,63 3,80 361

61,61 3,60 343

60,96 4,00 300

60,47 3,60 324

60,43 4,00 416

60,89 3,80 277

60,53 4,10 318

80,68 4,10 392

80,34 3,80 266

80,40 4,00 257

80,50 4,30 516

80,49 3,90 322

78,44 4,00 270

100,13 4,10 426

100,66 4,20 368

98,77 4,10 195

100,90 4,20 184

99,50 3,90 194

101,58 4,20 339

150,30 4,30 156

150,20 4,40 290

149,80 4,10 85

148,20 3,90 113

149,80 4,00 191

150,10 4,20 144

149,73 150

80,14 296

100,26 267

40,89 380,5

60,82 321

11,18 464

20,94 376,5

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Car

ga P

[ N

]

Comprimento do palito [mm]

Carga de Compressão vs Comprimento

PONTUAÇÃO

A nota final será estabelecida conforme a equação abaixo:

NF = PF x C1 x C2

Onde:

PF: carga de ruptura no dia da competição;

C1: coeficiente conforme a composição da equipe ( grupos com 5 membros, sendo cada um de uma Análise Estrutural,

o coeficiente máximo é igual a 1. Na medida em que não há um aluno fazendo uma das análises entre I e V, o coeficiente

reduz 0,2). Obs. Para alunos que já tenham cursado todas as análises estruturais, este membro será considerado como

aluno de AEV).

C2: coeficiente referente entre a carga real de ruptura e carga estimada no ato da inscrição, sendo sempre o valor menor

pelo maior entre estes.

PREMIAÇÃO

Estão previstas premiações para os grupos vencedores e brindes serão sorteados entre as equipes participantes.

INSCRIÇÕES E CRONOGRAMA

As inscrições dos grupos para a I Competição Estudantil de Pontes Treliçadas de Palitos de Bambu estarão abertas

desde segunda-feira 23 de maio de 2016 e deverão ser realizadas através do formulário de inscrição disponibilizado

pela comissão organizadora (ver anexo neste regulamento). A data limite de inscrição será a sexta-feira 24 de junho

de 2016.

Antes de realizar a inscrição do grupo, leia atentamente as regras estabelecidas no edital da I Competição de Pontes de

Palitos de Bambu, já que a inscrição pressupõe a aceitação de todos os itens do regulamento.

Para realizar a inscrição do grupo, deverá ser preenchido um formulário onde será solicitado para cada um dos

integrantes do grupo:

o nome e sobrenome

o número da matrícula UNISINOS

o E-mail

a disciplina em que está matriculado (dentre AEI, AEII, AEIII, AEIV ou AEV), indicando o professor desta

disciplina.

Entrega das pontes

A data para a entrega das pontes é quinta-feira 30 de junho de 2016, no Auditório Central, de 10h00 às 12h00 e de

14h00 às 17h00.

Data da competição

A data para realização da competição propriamente dita, isto é, dos testes de carga das pontes construídas, será em 01

de julho de 2016, de 10h00 às 17h no Auditório Central da UNISINOS.

SOFTWARES E JOGOS

Há uma série de ferramentas computacionais que são propostos para a resolução de problemas estruturais

que adotam os sistemas treliçados. Podem ser encontrados:

West Point Bridge Designer 2012 - http://www.engenhariacivil.com/west-point-bridge-designer-2012

2016 Bridge Designer Software - https://bridgecontest.org/resources/download/

Ftool - http://www.tecgraf.puc-rio.br/ftp_pub/lfm/ftool300win32.zip

MDSolids - http://www.mdsolids.com/index.html

Mathematic for Technology (com The Truss Wizard ) - http://commons.bcit.ca/math/software/

Analysis for Windows - http://cuylaerts.net/

Makaria - http://www.ppgec.ufrgs.br/segovia/espaguete/arquivos/makaria.zip

S-FRAME Structural Analysis and Design - https://www.s-frame.com/index.htm

CADRE Pro - http://www.cadreanalytic.com/Cadrepro.htm

Há também, versões de jogos - demonstração que simulam a construção de pontes e outros tipos de

estruturas:

CronicLogic - http://www.chroniclogic.com

Armadillo Run - http://www.armadillorun.com

Valusoft [Construction Destruction]

DICAS E CURIOSIDADES

Opções de lugares para compra de cola epóxi: (Ref.: Competição de Pontes de Espaguete, UFRGS).

Loja de modelismo Aero'Sport - Porto Alegre - Rua São Pedro 1453, Bairro São Geraldo - Telefone

30242595.

Clube de Modelismo Conesul - R. José de Anchieta 1111 - Vila Rica - Portão – RS - Contato (51) 35622404

e (51) 97073380.

OUTRAS COMPETIÇÕES e LINKS INTERESSANTES

Sites com informações relacionadas com competições de pontes de espaguete ou de modelos estruturais de outros

materiais. (Ref.: Competição de Pontes de Espaguete, UFRGS).

Competição de Pontes de Espaguete na Universidade Federal do Rio Grande do Sul

https://www.ufrgs.br/espaguete/

Competição de Pontes de Espaguete na Johns Hopkins University

http://pages.jh.edu/~virtlab/spaghetti-bridge/;

Competição de Pontes de Espaguete na Universidade Federal do Paraná

http://www.cesec.ufpr.br/espaguete/;

Competição de Pontes de Espaguete na Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)

http://sistemas.bage.unipampa.edu.br/pontesdeespaguete/index.html;

Competição de Pontes de Espaguete na Universidade de Passo Fundo (UPF)

http://www.upf.br/espaguetes/;

Dicas para evitar flambagem lateral. Site com algumas dicas interessantes de projeto para evitar a ocorrência

de flambagem lateral

http://www.pre-engineering.com/resources/lateral.htm.

Dicas para construir Pontes de Espaguete

http://www.pontes-de-esparguete.ubi.pt/construir.html;

Spaghetti Bridge Contest. Site da Okanagan University College

http://www.okanagan.bc.ca/programs/areas_of_study/engineeringtechnologies/spaghettibridge.html;

Bridge Building

http://www.42explore.com/bridge.htm.

REFERÊNCIAS

- Competição de Pontes de Espaguete, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRGS. Prof. Luis Alberto Segovia

Gonzalez .

FORMULÁRIO DE INSCRIÇÃO

I Competição Estudantil de Pontes de Palitos de Bambu

PARTICIPANTE 1

NOME:

MATRÍCULA:

ATIVIDADE ACADÊMICA:

NOME DO PROFESSOR:

EMAIL: ASSINATURA:

PARTICIPANTE 2

NOME:

MATRÍCULA:

ATIVIDADE ACADÊMICA:

NOME DO PROFESSOR:

EMAIL: ASSINATURA:

PARTICIPANTE 3

NOME:

MATRÍCULA:

ATIVIDADE ACADÊMICA:

NOME DO PROFESSOR:

EMAIL: ASSINATURA:

PARTICIPANTE 4

NOME:

MATRÍCULA:

ATIVIDADE ACADÊMICA:

NOME DO PROFESSOR:

EMAIL: ASSINATURA:

PARTICIPANTE 5

NOME:

MATRÍCULA:

ATIVIDADE ACADÊMICA:

NOME DO PROFESSOR:

EMAIL: ASSINATURA:

Obs.: Antes de realizar a inscrição do grupo, leia atentamente as regras estabelecidas no edital da I Competição de Pontes de Palitos

de Bambu. Este formulário de inscrição deve ser entregue, devidamente preenchido, no Laboratório de Materiais de Construção -

LMC, junto ao laboratorista, Júlio César Maia Daudt, laboratorista e membro da comissão organizadora.