Você foi contratado como engenheiro por uma empresa responsável pela manutenção de elevadores em edifícios comerciais

Você foi contratado como engenheiro por uma empresa responsável pela manutenção de elevadores em edifícios comerciais. Durante uma inspeção de rotina, foi solicitado que você avaliasse a segurança do sistema de cabos de um elevador que apresenta sinais de desgaste após anos de uso.

O elevador opera transportando até 8 pessoas, considerando uma massa média de 75 kg por pessoa, além da cabine com massa de 600 kg. O sistema utiliza um único cabo de aço carbono, com área da seção transversal de 200 mm².

Seu papel é verificar se o cabo atual ainda opera em condições seguras e propor uma análise complementar com base em ensaios laboratoriais.

VAMOS PRATICAR!    

Responda de forma dissertativa às questões a seguir, tentando relacionar os diversos dados e informações disponibilizados na questão, bem como o conhecimento adquirido em nossas aulas e no livro da disciplina.

PARTE 1 – Análise Mecânica

Considerando a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s²:

a) Determine a força total suportada pelo cabo quando o elevador está com carga máxima.

b) Calcule a tensão normal atuante no cabo.

c) Sabendo que o limite de escoamento do aço carbono é de 250 MPa, verifique se o cabo está operando em regime seguro (considere apenas comparação direta, sem coeficiente de segurança).

PARTE 2 – Análise gráfica de resistência dos materiais

Após a análise inicial, a equipe de manutenção identificou sinais de desgaste no cabo de aço do elevador, como deformações permanentes e indícios de fadiga. Por esse motivo, foi recomendada sua substituição preventiva, visando garantir a segurança dos usuários. Nesse contexto, surgiu a necessidade de avaliar se o aço carbono ainda é a melhor opção ou se a liga de titânio, apesar do maior custo, poderia oferecer melhor desempenho mecânico.

Como engenheiro responsável, você deverá realizar ensaios no laboratório virtual (MECÂNICA E RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS - Ensaio de Tração), comparar o comportamento dos materiais e, com base nos resultados, tomar uma decisão técnica sobre qual material é mais adequado para a aplicação. O ensaio com a liga de aço de carbono gerou o seguinte gráfico.

Figura 1 - Gráfico de tensão vs. deformação da liga de aço de carbono

Fonte: o autor.

A partir do gráfico gerado para a liga de aço de carbono e do gráfico que você gerou para o corpo de prova de liga de titânio, identifique:

a) O limite de escoamento (aproximado) para cada material. Além disso, identifique o comportamento dos materiais após o escoamento, verificando se os materiais analisados são dúcteis ou frágeis.

b) Comparando os materiais, determine qual material apresenta maior resistência mecânica e maior capacidade de deformação antes da ruptura.

c) Com base nas respostas, qual material você, como engenheiro, recomendaria para aplicação no elevador?