PRESSÕES EM SILOS ESBELTOS COM DESCARGA EXCÊNTRICA

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operação do silo e local da parede em que a pressão atua. A Figura 3.1 ilustra as pressões atuantes e suas respectivas notações. pv ph pw pn pt hh hc htp hta f h D β α Superfície equivalente ro eo Figura 3.1 – Pressões atuantes e notações adotadas para silo com descarga concêntrica e excêntrica. t h z x pv α i βs Nas paredes verticais, na parte cilíndrica do silo, atuam pressões horizontais que são normais às paredes, representadas por ph e pressões de atrito pw que são paralelas às paredes. Na tremonha, atuam pressões tangenciais às paredes representadas por pt e pressões normais, pn. Na base ou fundo, atuam pressões verticais, representadas por pv, que são provenientes do peso das camadas superpostas do produto armazenado. A pressão de atrito é distribuída na superfície interna das paredes e equilibra parte do peso do produto, resultando em esforços de compressão na parede do silo. A presença da pressão de atrito faz com que a pressão horizontal nas paredes não aumente linearmente com a profundidade do silo como as pressões hidrostáticas. As pressões nas paredes do silo durante o armazenamento do produto em repouso recebem as seguintes denominações: estática, inicial, em repouso, de carregamento ou ainda, pressões ativas e apresentam o sub índice “f”. A justificativa do emprego da letra “f” é que ela é a inicial da palavra “filling” que significa carregamento em inglês. Portanto, phf, pvf e pwf são as pressões horizontais, verticais ph pn pt αs pw 37
38 e de atrito, respectivamente, que atuam nas paredes do silo quando este se encontra completamente cheio e com o produto armazenado em repouso. Quando o produto está armazenado em repouso no interior do silo atua o campo de tensões iniciais que difere significativamente da condição de descarregamento no qual atua o campo de tensões dinâmicas. A diferença no campo de tensão entre a situação de carregamento e descarga, acarreta um aumento considerável nas pressões que atuam nas paredes do silo, podendo aparecer picos de pressões quando a situação de fluxo é obtida. Tradicionalmente, o aumento das pressões foi atribuído à mudança do estado de equilíbrio do produto armazenado, que se encontra no estado ativo de equilíbrio durante o armazenamento em repouso e passa para o estado passivo quando os produtos iniciam seu movimento (Jenike & Johanson, 1968). O aparecimento das sobrepressões também está relacionado ao tipo de fluxo que o produto desenvolve durante a descarga. Jenike & Johanson (1968) demonstraram que em silos com fluxo de massa o pico de pressões aparece na transição entre a parede cilíndrica e a tremonha, enquanto que em silos com fluxo de funil o pico se localiza no local onde o fluxo intercepta a parede, sem variação de pressões abaixo deste ponto dado que uma parte do produto permanece em repouso. Mais recentemente, esta sobrepressão tem sido atribuída ao fenômeno da dilatância dado que os grãos não se deslocam paralelos à linha de ruptura, ocorrendo uma dilatação volumétrica do produto e consequentemente um aumento das pressões laterais (Zhang et al.,1994). As pressões nas paredes do silo durante o descarregamento (condição dinâmica) do produto recebem o sub índice “e”, proveniente de “empyting” cuja tradução é descarregamento. Dado as diferentes direções de atuação das pressões, as diferentes fases de operação do silo (carregamento ou descarga) e a geometria do silo, existem várias formas de considerar as pressões na estrutura do silo: pressões estáticas na parede cilíndrica ou corpo do silo (phf, pvf e pwf); pressões dinâmicas na parede cilíndrica ou corpo do silo (phe, pve e pwe); pressões verticais estáticas na transição (pvft); pressões estáticas na tremonha (pnf e ptf);
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