Estudo analisa aplicação de concreto com fibras na construção civil
Concreto e barras de aço (também chamadas de armaduras) são os materiais mais utilizados atualmente para a produção de uma extensa gama de estruturas na construção civil. No caso de obras de infraestrutura os elementos estruturais podem ser construídos com concreto pré-moldado; nos túneis construídos com a tecnologia TBM (Tunnel Boring Machine), os anéis segmentados são fabricados e armazenados em plantas industriais antes de serem transportados até o ponto da construção, mas podem sofrer danos por conta de choques entre duas peças ou no momento do encaixe.
Em caso de incêndio, as barras de aço, que são o principal reforço dos anéis segmentados, são afetadas pela temperatura por estarem a uma pequena distância da face afetada pelo fogo, o que pode levar ao colapso da estrutura. Com o objetivo de minimizar esses danos e avaliar o comportamento de novos materiais em situação de incêndio, Ramoel Serafini, aluno de doutorado da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e participante do programa Novos Talentos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), estuda a aplicação de concreto reforçado com fibras na construção civil, especialmente em túneis.
O uso de fibras como substituição parcial ou total das barras de aço traz o benefício de acelerar o processo produtivo dos anéis segmentados e reduzir danos a esses elementos – tanto nas fases de produção quanto de instalação.
“Não temos muitos estudos em relação ao concreto reforçado com fibras, principalmente em situações de incêndio, que é uma condição crítica tanto para a segurança do usuário quanto da estrutura do túnel em si”, explica Serafini. O colapso de uma grande estrutura como um túnel pode afetar não apenas a área em que se encontra, mas também impactar as edificações do entorno devido a movimentações de solo.
Uma das vantagens do material estudado por Serafini está no fato de o reforço das fibras estar integrado ao concreto e presente em toda a estrutura: mesmo em casos de incêndio, nos quais a parte superficial do material é afetada pelo fogo, ainda existe o reforço em camadas mais profundas.
Para desenvolver os estudos e entender o comportamento do concreto reforçado com fibras em altas temperaturas, o doutorando utiliza o conhecimento técnico e a estrutura do Laboratório de Segurança ao Fogo e Explosões do IPT. “Conheço poucos lugares no Brasil onde poderia ter acesso, por exemplo, a um forno vertical de simulação de incêndio como o do Instituto. Com esse equipamento eu obtenho os dados para validar o meu gradiente de temperatura dentro do concreto e posso utilizar esses resultados para compor o comportamento mecânico do material”, afirma Serafini.
Com a previsão de defesa de tese para o final de 2020, o engenheiro civil, formado pela Universidade Caxias do Sul (UCS), espera que ao final de sua pesquisa possa entregar o primeiro modelo computacional capaz de simular a estrutura de um túnel feito de de concreto reforçado com fibras de aço após um incêndio. “Meu objetivo é desenvolver um modelo numérico de previsão de comportamento que contemple diversos tipos de concreto e diversas quantidades de reforço. Esses fatores poderão variar e simularemos como as condições se aplicam em obras reais de infraestrutura”.
RECONHECIMENTO INTERNACIONAL – O trabalho realizado por Serafini no IPT já atravessou as fronteiras brasileiras e foi reconhecido no congresso FraMCoS-X, na França, em junho deste ano. O doutorando enviou para a comissão organizadora um artigo sobre seu trabalho e foi agraciado com uma viagem para a apresentação dos resultados no evento. “Os ouvintes se interessaram bastante pelo trabalho. Um pesquisador da Universidade Politécnica de Madrid, que também trabalha nessa linha, solicitou o encaminhamento do trabalho após sua publicação”, finaliza ele.
