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Após o cálculo dos volumes, a etapa seguinte consiste na subtração dos

volumes acumulados de aterro dos volumes acumulados de corte, a cada intervalo

entre seções transversais, resultando nas ordenadas de Brückner. Estas ordenadas

possibilitam a elaboração do diagrama de massas.

A recomendação é que o diagrama de massas seja apresentado na mesma

folha que o perfil longitudinal e que suas escalas horizontais sejam coincidentes.

Comparando a FIG. 2.6 com a FIG. 2.7, pode ser observado que os trechos

ascendentes do diagrama de massas representam os cortes, ou seja, o acúmulo de

material disponível para execução de aterros compactados e descarte de material

excedente (bota-fora). Já os trechos descendentes deste diagrama representam os

aterros, onde será necessária a deposição de material proveniente das escavações

ou dos empréstimos.

A finalidade do método de Brückner é realizar a distribuição dos materiais

escavados para os aterros de forma econômica e medir o momento de transporte,

que é o produto do volume escavado pela distância de transporte (PIMENTA e

OLIVEIRA, 2004).

FIG. 2.6 – Perfil longitudinal (2008).

FIG. 2.7 – Diagrama de massas (2008)

A deposição do volume escavado, entre duas seções consecutivas de corte, em

um trecho compreendido entre duas seções consecutivas de aterro, é chamada de

compensação longitudinal. Quando uma ou as duas seções consecutivas são mistas

ocorre à compensação lateral. Se o volume de aterro for menor que o volume de

corte, a sobra de material vai para a compensação longitudinal. A compensação

lateral é sempre o menor volume entre o volume de corte e o volume de aterro entre

duas seções consecutivas (FILHO, 1998).

Conforme já foi dito anteriormente, cabe relembrar:

O diagrama de Brückner é um método gráfico que consiste

– linha

1.260 1.265 1.270 1.275 1.280 1.285 1.290 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 C O T A S ESTACAS PERFIL LONGITUDINAL

Terreno Natural Projeto Vertical Greide

-40.000 m³ -30.000 m³ -20.000 m³ -10.000 m³ 0 m³ 10.000 m³ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 V O L U M E ESTACA DIAGRAMA DE BRÜCKNER

esta linha intercepta um trecho ascendente e outro

imediatamente descendente, ou vice-versa, existe a

compensação de volumes (PIMENTA e OLIVEIRA, 2004).

Na FIG. 2.7 as linhas de distribuição estão desencontradas, sendo que a

segunda está abaixo da primeira, caracterizando um local onde será necessário um

empréstimo de material com volume igual ao módulo da diferença de altura entre as

duas linhas de distribuição.

A escolha dos locais de empréstimo e de bota-fora preferencialmente deve ser

dentro dos limites da faixa de domínio. Por questões econômicas, os materiais de 3ª

categoria geralmente são descartados próximos do local de corte. Em contrapartida

a realização de empréstimos é feita preferencialmente nas proximidades dos locais

de aterro (DNIT, 2010).

Quando o custo da compensação longitudinal é igual ao custo do empréstimo

mais o custo do bota-fora, se tem a distância crítica para o transporte de materiais.

Diante disto, a distância econômica de transporte passa a ser uma função dos

custos de escavação e transporte e das distâncias médias de empréstimo e

bota-fora (PIMENTA e OLIVEIRA, 2004).

𝑑

𝑒𝑡

= 𝑑

𝑒𝑚𝑝

+ 𝑑

𝑏𝑓

+𝐶

𝑒

𝐶

𝑡

EQ. 2.7

Onde:

d

et

Distância econômica de transporte;

d

emp

Distância do empréstimo;

d

bf

Distância do botafora;

C

e

Custo do empréstimo;

C

t

Custo do transporte.

A DMT (distância média de transporte) pode ser medida traçando uma linha

horizontal na metade da altura entre o pico superior e o pico inferior do trecho

compensado do diagrama de massa. Quando esta linha horizontal intercepta a

metade desta altura em um trecho compensado, ascendente e outro descendente,

ou vice-versa, os pontos representam os centros de massa do corte e do aterro, ou

seja, estes pontos estão exatamente na metade do volume do maciço. A distância

horizontal entre estes pontos é a DMT (DNIT, 2010).

Quando a d

et

passa a ser menor que a DMT, torna-se vantajosa a opção de

utilização de empréstimos ou de bota-fora neste trecho (PIMENTA e OLIVEIRA,

2004).

O exemplo da FIG. 2.8 mostra o aterro A3.4 (segmento 4 do aterro 3) sendo

compensado pelo corte C3. O aterro A3.4 inicia no km 454.925,663 e termina no km

455.040,0, onde inicia o corte C3 que vai até o km 455.180,0. O centro de massa

(CM) do aterro A3.4 está no km 454.963,661 e o CM do corte C3 está no km

455.109,197. Sabendo que a DMT é a distância entre o CM do aterro ao CM do

corte, para obtê-la, basta subtrair o maior CM do menor CM obtendo a distância de

145,536 que é a DMT desta compensação. O volume é medido entre o pico da

compensação e a linha de distribuição. A linha de distribuição, neste caso inicia no

começo do aterro A3.4 e termina no final do corte C3. O pico desta compensação é

a mudança de sentido da curva do diagrama de massas, onde termina o aterro e

inicia o corte. Obtendo esta distância entre o pico e a linha de distribuição, chaga-se

ao volume de material movimentado nesta compensação de 5.472,278 m³.

FIG. 2.8 – Segmento do diagrama de Brückner - compensação entre aterro e corte

Precursor e semelhante ao Método de Brückner, também existe o Método de

Lalane com mesma finalidade, muito utilizado na Europa, principalmente na França.

A diferença entre estes consiste na substituição da curva de volumes por um

polígono com patamares sucessivos representativos dos cortes e aterros (SENÇO,

2008) e (ANTAS, et al., 2010).

Conforme a extensão do trecho de projeto aumenta, tende a apresentar uma

5472,278 m ³ DMT: 145,536 m

A3.4 C3

km 454925,6 63 km 454963,6 61 km 455040,0 00 km 455109,1 97 km 455180,0 00

multiplicado gerando infinitas soluções possíveis e a definição da solução ótima nem

sempre é atingida através do trabalho de reiterações manuais, seja pelo cansaço,

pelo tempo que se gasta ou mesmo pela dimensão do trabalho a ser realizado por si

só (NASSAR, ALY e OSMAN, 2011). Diante disto, nota-se que a distribuição dos

materiais de terraplenagem é um problema de múltiplas variáveis e com infinitas

soluções.

Pode-se deduzir que quando os materiais a serem distribuídos pertencerem a

uma única categoria, a aplicação direta do Método de Brückner conduzirá a solução

ótima, pois, os serviços serão apenas em função da DMT podendo ser

desconsiderado o valor unitário dos serviços. Pensando em uma aplicação

numérica, no intuito da automação deste problema, o método de Voguel poderia ser

indicado.

Já quando deve ser considerada a variação do valor da DMT e a variação de

valor da categoria do material escavado, a simples aplicação do Método de Brückner

fica comprometida, pois a combinação de variáveis não fica explícita e exige um

grande número de cálculos e reiterações. Embora estes cálculos não tenham muita

complexidade, fica difícil também o trabalho de reiterações através de planilha

eletrônica. Diante disto, uma possível aplicação de algoritmo de programação linear

através em uma planilha eletrônica ou linguagem de programação matemática é o

método de otimização SIMPLEX.

A aplicação do SIMPLEX possibilita através da combinação de restrições

considerar as variações de quantidades de serviços, os tipos de serviços e custos

em função de categoria de material e DMT, bem como outras variáveis que se façam

necessárias dada a particularidade de cada trecho.

Dentre as técnicas de otimização, o método SIMPLEX é muito utilizado na

engenharia e é capaz de otimizar sistemas com grande número de variáveis, não

exigindo testes de significância (NETO, SCARMINIO e BRUNS, 2001).