Todo material, quando submetido à variação da temperatura sofre uma variação nas suas dimensões. Exemplo clássico são os trilhos dos trens.

  Os trilhos ficam tortos por que uma barra fica encaixada entre outras duas. Explicando melhor, siga pelo desenho seguinte:

O desenho acima mostra 5 situações diferentes onde uma barra de trilho de ferro é submetido a temperaturas diferentes T₀ e T₁:

Na Situação n⁰ 1, o trilho está na temperatura T₀ e seu comprimento é C₀.

Na Situação n⁰ 2, o trilho é aquecido da temperatura T₀ até a temperatura T₁, maior que T₀. Com o aumento da temperatura seu comprimento aumenta de C₀ para C₁, maior que C₀.

Na Situação n⁰ 3, o trilho é aquecido da mesma forma que na Situação n⁰ 2 porém uma força F impede o alongamento do trilho. Consequentemente, o trilho entorta para que seu novo comprimento C₁ caiba dentro do comprimento C₀.

Na Situação n⁰ 4, sabendo de antemão que o trilho vai querer alongar quando a temperatura for aumentada, use um cromprimento menor C₀  para compensar o alongamento que vai ocorrer.

Na Situação n⁰ 5, o trilho alongado cabe perfeitamente no comprimento C₀  mantendo-se reto e não entortar.

É deste modo que na construção de uma ferrovia, deixa-se um espaço entre um trilho e outro para compensar o alongamento que o trilho vai sofrer quando a temperatura aumentar. Obviamente, este espaço é calculado em função da temperatura do dia, ou melhor da hora, em que o trilho está sendo instalado na via.

OUTRO CASO: Linha de Transmissão de Alta Tensão que passa por cima de rodovias.

Os cabos condutores de uma linha de transmissão de eletricidade de 500kV de 600 MCM, mesmo os de alumínio que são mais leves, chegam a pesar 837 kg por quilometro de comprimento, isto é, 837 gramas por metro, quase 1 kg por metro. Quando lançados entre as torres que em média ficam a 600 metros uma das outras, formam uma catenária que pode ter vários metros que chamamos de "flecha". Num dia mais frio o cabo fica mais curto e a flecha é menor e num dia dia mais quente o cabo estica e a flecha fica maior.

Só para vocês terem uma ideia, num dia super quente de verão, a temperatura dos cabos chegam a 70⁰ Celsius e se nesta situação cair uma chuva de granizo que abaixa a temperatura a zero graus Celsius, a variação da flecha chega a 2,4 metros.

Se a linha de transmissão está passando sobre uma rodovia, a distância entre o piso da rodovia e o cabo mais baixo na situação mais baixa que é no verão escaldante quando os cabos ficam mais baixos, deve ser mantido um gabarito rodoviário de 13 metros livres. Esta altura evita não só que os veículos esbarrem no cabo mas é uma distância que não permite que uma faísca "salte" do cabo para o veículo.

NOTA IMPORTANTE: Se você notar que a empresa que faz a manutenção da rodovia resolveu "altear" a pista por exemplo por que o local costuma alagar numa chuva, ela estará diminuindo o gabarito e com isso aumentando o risco dos carros levarem um "choque" quando passar por lá em dia de chuva. Então, entre em contato com as DUAS EMPRESAS, tanto a que faz a manutenção da rodovia como também a que faz a manutenção da linha de transmissão.

 

MAIS OUTRO CASO: Linha de Transmissão de Alta Tensão que passa por cima de rios navegáveis.

Tudo aquilo que foi dito para a rodovia se aplica tambem para hidrovia exceto que o Gabarito Hidroviário é de 45 metros e não de apenas de 13 metros.

COMO SE CALCULA A DILATAÇÃO TÉRMICA?

A fórmula geral para o cálculo do alongamento que uma barra sofre com a variação da temperatura é a seguinte:

C = . C .     

 onde:
C é a variação do comprimento da barra;

  é o Coeficiente de Dilatação Térmica (depende do material);

 C é o comprimento da barra e

  é a variação da temperatura.

Exemplo: uma barra de ferro de 10 metros de comprimento sofrendo uma variação térmica de 25 graus Celsius vai sofrer um alongamento de:

DC = 12.10^-6.10.25 = 0,003 metros = 3 milímetros

O Coeficiente de Dilatação Termica do ferro é 12X10^-6/⁰C

Veja o Coeficiente de Dilatação Térmica de alguma materiais:

MATERIAL	COEFICIENTE DE DILATAÇÃO ´TERMICA
VIDRO	8x10-6
AÇO (FERRO)	11x10-6
CONCRETO	12x10-6
COBRE	12x10-6
ALUMÍNIO	22x10-6
MERCÚRIO	60x10-6

 

 

 

 

 

 

 

 

MUROS E PAREDES DE BLOCO DE CONCRETO:

Blocos de concreto também sofrem variação nas dimensões com a variação da temperatura.

L = . L .   onde:

 é o Coeficiente de Dilatação Térmica da laje e a variação da temperatura.

  Uma parede ou muro construído com alvenaria de blocos de concreto, exposto ao relento (sol e chuva), apresenta a seguinte variação do comprimento em função da variação da temperatura:

COMPRIMENTO	DILATAÇÃO
[metro]	[milimetro]
	60°C	30°C	20°C	10°C
1,0	0,72	0,36	0,24	0,12
1,2	0,86	0,43	0,29	0,14
1,4	1,01	0,50	0,34	0,17
1,6	1,15	0,58	0,38	0,19
1,8	1,30	0,65	0,43	0,22
2,0	1,44	0,72	0,48	0,24
2,2	1,58	0,79	0,53	0,26
2,4	1,73	0,86	0,58	0,29
2,6	1,87	0,94	0,62	0,31
2,8	2,02	1,01	0,67	0,34
3,0	2,16	1,08	0,72	0,36
3,2	2,30	1,15	0,77	0,38
3,4	2,45	1,22	0,82	0,41
3,6	2,59	1,30	0,86	0,43
3,8	2,74	1,37	0,91	0,46
4,0	2,88	1,44	0,96	0,48
4,2	3,02	1,51	1,01	0,50

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