Pet Civil – UFJF

Em 2009, pesquisadores da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, desenvolveram o conceito de construção adaptativa. Agora, com a colaboração de engenheiros da empresa Bosch, eles demonstraram na prática que seu conceito é viável, construindo uma estrutura que parece desafiar as leis da física. A estrutura foi concebida a partir de elementos híbridos inteligentes que integram sensores, atuadores e dispositivos de controle que permitem que ela se modifique de acordo com as necessidades. A intenção é criar elementos estruturais que se adaptem às condições ambientais. Em caso de ventos fortes, chuvas ou neve, por exemplo, elas se adaptam autonomamente para dissipar a nova carga e evitar sua ruptura.

Outra vantagem é o consumo mínimo de material. Convencionalmente o dimensionamento é feito para que a estrutura suporte tensões máximas, que nem sempre são atingidas. Nas construções adaptativas não são definidas as cargas de pico, consome-se apenas o mínimo de material necessário, já que as cargas extras são compensadas por meio de uma manipulação ativa.

Suspensão ativa hidráulica empregada no projeto

O projeto desenvolvido é uma concha de madeira extremamente fina, apenas 4 centímetros de espessura, e com mais de 100 metros quadrados. Na concha, sensores registram continuamente o estado de carga em vários pontos, a manipulação é feita por meio de elementos hidráulicos instalados nos pontos de apoio da cobertura que geram movimentos que compensam de maneira muito precisa as deformações e tensões dos materiais. Na construção civil, esta tecnologia poderá ser empregada na coberturas de estádios, em edifícios de grande altura, em fachadas muito largas ou em pontes. Além disso poderá também ser aplicada em outras áreas, já estuda-se por exemplo sua utilização em capôs de carro que incorporem elementos híbridos e se adaptem à colisão minimizando os ferimentos causados á vítima.

Fonte: Inovação Tecnológica

A cura é uma série de procedimentos adotados para controlar a hidratação do cimento, para que o concreto endureça corretamente e as estruturas apresentem, após o processo completo, o desempenho esperado. Uma das principais funções da cura é evitar que o concreto perca água para o ambiente e retraia abruptamente, o que acarreta o surgimento de fissuras.

O endurecimento do concreto ocorre por um processo químico de hidratação. Hidratação é a reação entre cimento e água que dá origem às características de pega e endurecimento. A velocidade de hidratação, por sua vez, depende da composição e finura do cimento, da presença ou não de aditivos e de condições externas, como temperatura e umidade relativa do ar.

Ao contrário do que se possa pensar, para uma boa cura não basta deixar o concreto simplesmente secar ao tempo. É um processo mediante o qual se mantêm um teor de umidade satisfatório, evitando a evaporação de água da mistura, garantindo ainda, uma temperatura favorável ao concreto durante o processo de hidratação dos materiais aglomerantes, de modo que se possam desenvolver as propriedades desejadas.

As características superficiais são as mais afetadas por uma cura inadequada como a permeabilidade, a carbonatação, a presença de fissuração, etc. Nos concretos convencionais, com emprego de valores de relação água cimento (a/c) maiores que os dos concretos de alto desempenho, há unanimidade em aceitar que a cura adequada é condição essencial para a obtenção de um concreto durável.

A cura do concreto deve ser iniciada imediatamente após o endurecimento superficial.

As especificações indicam que se deve manter o concreto numa temperatura acima de 10°C e em condições de saturação, pelo menos durante os sete primeiros dias depois de lançado, para concretos produzidos com cimento Portland. Quanto mais tempo durar a cura (até três semanas), melhor será para o concreto.

A cura pode ser feita por um dos seguintes processos:

Cura úmida: deve-se manter a superfície do concreto úmida por meio de aplicação de água na sua superfície, manter o concreto coberto com água ou totalmente imerso em água para evitar que ocorra evaporação da mesma.

• Aplicação de folhas de papel (como por exemplo, sacos de cimento vazios), de tecidos (aniagem, algodão) ou camadas de terra ou areia (com espessura de 3 a 5 cm) mantido úmidos durante o período de cura;
• Aplicação de lonas ou lençóis plásticos impermeáveis, de preferência de cor clara (para evitar o aquecimento excessivo do concreto). A prática mais comum é molhar o concreto por aspersão de água, e/ou usar panos ou papel para reter a umidade junto ao concreto o máximo possível;

Cura química: consiste em aspergir um produto que forma uma película na superfície do concreto e que impede que haja evaporação da água do concreto (imagem abaixo);

Cura ao ar do concreto: não são tomados cuidados especiais para se evitar a evaporação prematura da água necessária para a hidratação do cimento.

Cura térmica: feita em câmaras, contribui para a otimização do traço ao mesmo tempo em que garante a umidade necessária ao concreto, acelerando a velocidade de ganho de resistência pelo aquecimento. É considerada a cura mais eficiente e é muito utilizada em empresas que trabalham com concreto pré-moldado.

Fontes: Revista Téchne, DIVISI Engenharia

Apelidada de “Casa Catavento”, o projeto da arquiteta Ying chee Chui, surpreende pelo seu baixo custo, de apenas US$ 5.925 (cerca de R$ 10.000). A construção faz parte do projeto “1k house” desenvolvido pelo MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) em 2008, cujo objetivo é criar casas com custo de US$ 1.000 (R$ 1.800) O protótipo ficou mais caro do que o projeto original, orçado em US$ 4.000 por apresentar uma área interna de 74,3 metros quadrados, maior do que os 46,4 metros quadrados previstos. Contudo, segundo a arquiteta, por meio do aprimoramento da técnica e de construções em maior quantidade é possível reduzir os custos.

A obra é feita de maneira bem simples, a fundação é do tipo sapata e o fechamento, em alvenaria cerâmica reforçada com barras de aço. O telhado é sustentado por vigas de madeira (preferencialmente bambu, por ser leve e ecológico). Depois são colocadas as telhas e esquadrias.

Planta-baixa do projeto

A peculiaridade desta casa, que facilita o processo construtivo é seu caráter modular, ela é formada por espaços “retangulares” que são montados ao redor de um espaço aberto central, “A construção é muito fácil porque, se você sabe como construir um único módulo, então você sabe construir a casa inteira.”, explica Chui. É desta característica que provém seu nome “Pinwheel House”, em português, “Casa Catavento”, devido ao seu formato visto de cima. Por ser construída em módulos a planta pode ser facilmente adaptada a vários tamanhos e usos, sendo necessário somente mover os painéis de posição. Além disso, é fácil unir várias habitações, permitindo uma construção mais ampla. A proposta de Chui é que, a partir da junção de várias casas, surjam comunidades formadas somente por esse tipo de construção, que partilhariam um espaço interno maior.

O projeto, além de fazer casas que sejam acessíveis a um grande número de pessoas, tem como princípios propor ambientes que ofereçam qualidade de vida para os moradores, incluindo segurança, conforto e saneamento, além de utilizar materiais reciclados e reaproveitados. O conceito deve ser aplicado a regiões pobres e áreas atingidas por catástrofes que necessitem ser reconstruídas rapidamente e com baixo custo.

Fontes: Superinteressante, Casa dos engenheiros, Inovação tecnológica

Concreto com gelo, denominado de concreto resfriado, é aquele que tem a temperatura de lançamento reduzida, através da adição de gelo à mistura, em substituição total ou parcial da água da dosagem.

O uso de gelo no concreto se faz necessário em obras de grande porte, como barragens de hidrelétricas ou peças de maior volume – blocos em fundações ou bases de grandes equipamentos onde há concentração do volume de concreto.

Sua adição tem como objetivo principal a redução das tenções térmicas, através da diminuição do calor de hidratação nas primeiras horas. Este procedimento, além de evitar fissuras, mantém por mais tempo a trabalhabilidade e gera uma melhor evolução da resistência à compressão.

O estudo do comportamento térmico de uma massa de concreto é bastante complexo e envolve variáveis como o calor de hidratação do cimento e a sua elevação ao longo do tempo, assim como o calor específico dos agregados, difusividade e condutividade térmica do concreto. E tudo isso associado à aplicação das dimensões das peças e a um modelo matemático com o método de elementos finitos e ao comportamento do ganho de resistência à tração do concreto ao longo do tempo.

A Usina Hidrelétrica de Itaipu (imagem abaixo) é um exemplo de uma obra, que fez uso do concreto resfriado. Pra que o processo de resfriamento acelerasse, foi instalada uma grande fábrica de gelo com uma capacidade de 1.700 toneladas diárias. Por tubos enterrados no concreto se bombeava água gelada. Enterrados no concreto havia também termômetros elétricos, cujos fios iam ligá-los a mostradores que  ficavam instalados externamente, a fim de poder-se medir com precisão o resfriamento.

Link: Condomínio Barra Tower – Massa Cinzenta

Fontes: Portal do Concreto, Arquitetura e Urbanismo – UFSC

Engenheiros do instituto EMPA, na Suíça, criaram um laboratório capaz de monitorar os efeitos dos terremotos em um prédio inteiro. Trata-se de uma estrutura onde podem ser encaixados módulos para testar conceitos de ambientes residenciais e comerciais, cujo objetivo é montar espaços completos, que serão ocupados por voluntários, cientistas e corretores para avaliar a funcionalidade desses espaços no dia-a-dia. Todos os cômodos da casa ou ambiente a ser testado, incluindo estruturas intra-paredes e até as fachadas, são intercambiáveis.

Os módulos deverão ser construídos com conectores padronizados para cada um desses serviços, o que permitirá que eles sejam simplesmente encaixados no berço de testes, podendo começar a ser testados no mesmo dia. Mas no caso de Tara Hutchinson e seus colegas da Universidade de San Diego, nos Estados Unidos, era necessário de um prédio já completo para avaliar as consequências de um terremoto.

Dessa forma, construiu-se  um prédio de cinco andares totalmente equipado, incluindo ambientes residenciais, com cozinhas cheias de objetos de vidro, comerciais, com computadores e impressoras, e até uma unidade de terapia intensiva de um hospital.

O prédio tem todo o suprimento de água e energia, serviço de elevador, escadarias etc, de forma a simular com a maior fidedignidade possível os efeitos dos terremotos sobre edifícios de diversos tipos.

Tecnologias antiterremoto

O prédio-laboratório também está sendo usado para avaliar o desempenho das tecnologias antiterremoto já disponíveis no mercado, sistemas de amortecimento geralmente feitos com rolamentos cilíndricos que permitem que o prédio ceda aos movimentos laterais do terremoto sem sofrer danos.

“Os testes terão um impacto significativo em como os engenheiros modelam os componentes não-estruturais de um edifício e como eles calculam as forças que precisam suportar durante um terremoto,” disse Hutchinson. “Esperamos que nosso trabalho ajude a evitar perdas desnecessárias de vidas e de propriedades.”

Após a simulação dos terremotos, os engenheiros planejam efetuar testes com incêndios pós-terremotos, geralmente ocasionados por vazamentos de gás.

Simulação de terremotos

O prédio-laboratório recebeu mais de 500 sensores e 80 câmeras de vídeo, para documentar cada detalhe que possa ser afetado quando o prédio começar a chacoalhar. Por exemplo, 230 acelerômetros vão permitir a comparação da diferença de movimentação dos componentes estruturais e não-estruturais do prédio. Outros 160 sensores, incluindo receptores de GPS de alta resolução, vão medir os deslocamentos relativos entre dois pontos e outras dezenas de sensoresvão medir a deformação nas fundações de concreto e nas colunas do prédio.

Serão simulados quatro grandes terremotos: Califórnia 1994 (magnitude 6,7), Alaska 2002 (magnitude 7,9), Peru 2007 (magnitude 8,0) e Chile 2010 (magnitude 8,8).

Fonte: inovação tecológica ; inovação tecnológica