Projete um sistema de ancoragens redundantes para rapel de crianças (massa máxima 40,0 kg) em trilha: defina…

Questão

Projete um sistema de ancoragens redundantes para rapel de crianças (massa máxima 40,0 kg) em trilha: defina número de âncoras, ângulo entre eslingas, cálculo das tensões em cada eslinga e fator de segurança FS = 8. Use g = 10 m/s² e apresente cálculos e justificativas físicas para minimizar carga no solo e reduzir impacto ambiental.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Modelo de resposta: adote duas eslingas redundantes conectadas a um mosquetão central formando ângulo ? = 60° entre elas (cada eslinga a a = 30° do vertical). Peso W = m g = 40·10 = 400 N. Tensão em cada eslinga T = W/(2 cosa) = 400/(2·cos30°) = 400/(2·0,866) ˜ 231 N. Com FS = 8, resistência mínima requerida por eslinga Rmín = T·FS ˜ 231·8 ˜ 1848 N ˜ 1,85 kN. Por segurança prática e para minimizar impacto ambiental, escolha material com resistência muito maior (ex.: cordas/componentes = 20 kN) e use placas ou travessas de distribuição de carga para evitar concentração no solo. Justifique ângulo: aumentar ? (maior abertura) eleva T; manter ?˜60° reduz tensões. Explique redundância: duas ancoragens independentes evitam falha total; calcule resistência do solo e use ancoragens móveis ou naturais protegidas para reduzir degradação, distribuindo carga e reduzindo deslocamento do solo.

Explicação

A proposta de usar duas eslingas com um ângulo de 60° entre elas garante uma distribuição equilibrada das tensões, minimizando a carga em cada eslinga e aumentando a segurança do sistema. O fator de segurança de 8 assegura que as ancoragens suportem cargas muito acima do peso das crianças, enquanto a escolha de materiais com alta resistência e o uso de placas de distribuição protegem o solo e reduzem o impacto ambiental. A redundância das ancoragens é crucial para evitar falhas catastróficas, garantindo a segurança durante a atividade de rapel.

Raio-X da questão

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