Instalações Elétricas e Prediais.

Instalações Elétricas Prediais 14ª Edição
(Geraldo Cavalin)

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Instalações Elétricas 10ª Edição
(Hélio Creder) 

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Buracos no asfalto: prevenir ou consertar automaticamente: Uma pesquisa brasileira e outra norte-americana mostrou abordagens diferentes para lidar com a conservação das estradas.

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Brasileiros revolucionam fabricação de cimento

Cientistas da Escola Politécnica da USP desenvolveram uma nova técnica para a fabricação de cimento combinando matérias-primas simples com ferramentas e conceitos avançados na gestão do processo industrial.

O resultado pode ser uma revolução mundial na indústria cimenteira.

Segundo o professor Vanderley John, um dos responsáveis pelo projeto, o novo processo industrial permitirá dobrar a produção mundial de cimento sem precisar construir novos fornos e, portanto, sem aumentar as emissões de gases de efeito estufa.

O cimento Portland tradicional é composto basicamente por argila e calcário, substâncias que, quando fundidas em um forno sob altas temperaturas, transformam-se em pequenas bolotas chamadas clínquer.

Esses grãos de clínquer são moídos com o mineral gipsita (matéria-prima do gesso) até virarem pó.

"Estima-se que para cada tonelada de clínquer são emitidos entre 800 e 1.000 quilos de CO2, incluindo o CO2 gerado pela decomposição do calcário e pela queima do combustível fóssil (de 60 a 130 quilos por tonelada de clínquer)", diz o professor John.

"A indústria busca alternativas para aumentar a ecoeficiência do processo substituindo parte do clínquer por escória de alto-forno de siderúrgicas e cinza volante, resíduo de termelétricas movidas a carvão. O problema é que a indústria do aço e a geração de cinza crescem menos que a produção de cimento, o que inviabiliza essa estratégia a longo prazo," explica ele.

Carga bem distribuída

A nova tecnologia consiste basicamente em aumentar a proporção de carga (filler) na fórmula do cimento Portland, adicionando dispersantes orgânicos que afastam as partículas do material e possibilitam menor uso de água na mistura com o clínquer.

A carga é uma matéria-prima à base de pó de calcário que dispensa tratamento técnico (calcinação), processo que, na fabricação do cimento, é responsável por mais de 80% do consumo energético e 90% das emissões de CO2.

A fórmula para calcular a quantidade de carga no cimento é usada desde 1970, estabelecendo que a quantidade do material de preenchimento não poderia ser alta porque havia o risco de comprometer a qualidade do produto.

Outra equipe brasileira já havia desenvolvido um cimento alternativo capaz de substituir até 80% do cimento portland. [Imagem: Ag.USP]

Os pesquisadores brasileiros descobriram que isto não é verdade.

"Em laboratório, foi possível chegar a teores de 70% de filler, sendo que atualmente ele está entre 10% e 30%", afirma John. "Com isso será possível dobrar a produção mundial de cimento sem construir mais fornos e, portanto, sem aumentar as emissões".

A solução veio da matemática, mais especificamente de estudos que, muitas vezes, parecem teorias sem qualquer ligação com a praticidade do mundo industrial.

"A tecnologia é baseada em modelos de dispersão e empacotamento de partículas que possibilita organizar os grãos por tamanho, favorecendo a maleabilidade do cimento", diz o professor Rafael Pileggi, coautor do estudo. "Por meio da reologia, ramo da ciência que estuda o escoamento dos fluidos, obteve-se misturas fluidas com baixo teor de clínquer e outros ligantes como a escória. Também foi possível reduzir a quantidade de cimento e água utilizados na produção de concreto, sem perda da qualidade".

"O estudo atual mostrou que é possível mudar a forma como se fabrica cimento, concretos e argamassas", comemora John. "Agora é preciso desenvolver uma tecnologia de moagem sofisticada em escala industrial."

A Escola Politécnica da USP já está negociando parcerias com as indústrias cimenteiras para aperfeiçoar e transferir a nova técnica.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/

Estaca Hélice Contínua.

A estaca helicoidal, que perfura o solo como um “saca-rolhas gigante”, é cada vez mais usada para as fundações de edifícios nos grandes centros urbanos. Sua competitividade se deve ao fato de produzir menos poluição sonora e também por oferecer baixo risco às estruturas de prédios vizinhos. Não significa dizer, porém, que o tradicional método que utiliza o bate-estacas esteja condenado. É o que o coordenador do curso de Engenharia Civil da Universidade de Goiás, Rodrigo Gustavo Delalibera, explica na entrevista a seguir. Confira:

Professor Rodrigo Gustavo Delalibera: "Cada sistema de fundação tem vantagens e desvantagens."

A execução de fundações de edifícios utilizando o sistema hélice-contínua já é predominante neste tipo de construção no Brasil?
O uso de estacas do tipo hélice-contínua monitorada foi desenvolvida nos Estados Unidos. No Brasil, esse tipo de estaca é usado desde 1987 e sua aplicação vem demonstrando grande crescimento principalmente em regiões metropolitanas, onde as vibrações provocadas pelos bate-estacas podem gerar patologias nas edificações limítrofes. É muito difícil afirmar que o sistema “hélice-contínua monitorada” seja predominante na construção de edifícios no país, pois a escolha de um sistema de fundações depende de muitas variáveis envolvidas, como: a intensidade dos esforços solicitantes nas fundações; a existência de edifícios limítrofes; a topografia do terreno; a disponibilidade de sistemas de fundações na região onde será construído o edifício; o custo das fundações, o perfil geotécnico do terreno, entre outros. Cabe ao engenheiro civil, fazer uma análise técnica e orçamentária e, assim, definir qual o tipo de fundação indicado para o edifício em análise. Contudo, pode-se afirmar que nas regiões metropolitanas, onde há grande densidade de construções e, para edifícios altos, o sistema de fundação hélice-contínua monitorada é competitivo.

A poluição sonora e o risco que a fundação pelo modelo bate-estaca pode trazer às edificações vizinhas são os principais motivos que têm estimulado a opção pelo sistema helicoidal?
Esse, sem dúvida, é o principal motivo da utilização desse sistema construtivo de fundações em regiões centrais das cidades. A vibração provocada pelo equipamento bate-estaca, ou até mesmo pelo equipamento utilizado para a construção de uma estaca tipo Franki, causa muita vibração. Essa vibração, geralmente afeta as construções vizinhas e, por muitas vezes, ocorrem o aparecimento de fissuras. Aconselha-se que a utilização de sistemas de fundações que geram vibrações no terreno, seja utilizada em regiões onde há poucas edificações.

As denominadas construções verdes substituíram definitivamente a fundação bate-estaca pela helicoidal?
Em situações onde não possam ser gerados vibrações e excesso de poluição sonora, a fundação tipo hélice-contínua monitorada é a mais indicada para edifícios altos. Contudo, para edifícios de médio porte, podem-se utilizar as estacas escadas com trado mecânico e as estacas tipo Strauss.

Isso não significa, no entanto, que a fundação bate-estaca esteja condenada a desaparecer.
Como disse anteriormente, para cada caso de construção, uma análise técnica e orçamentária deve ser feita. A utilização de fundações em estacas pré-moldadas de concreto (ou estacas de perfis metálicos ou até mesmo de madeira) tem seu espaço garantido no mercado. Em situações onde os esforços nas fundações têm valores considerados elevados e o nível de água impede a construção de outro tipo de fundação, uma alternativa é a utilização de estacas pré-moldadas.

Antes de fazer a opção por um ou outro sistema de fundação é preciso, então, observar as características geotécnicas do solo?
É de fundamental importância ter um prévio conhecimento do solo do local onde será construído o futuro edifício. Cito Pedro Donizete Zacarin: sem sondagem não existe fundação. No mínimo um ensaio a percussão simples com circulação de água (SPT, do inglês Standard Penetration Test) deve ser feito. O número de furos de sondagem é função da área projetada da edificação em planta sobre o terreno. O ensaio de SPT dará condições técnicas para que o engenheiro civil possa projetar uma fundação com segurança e economia. Atualmente, um ensaio denominado SPTT tem sido utilizado com maior frequência, pois por meio deste ensaio é possível ter parâmetros de maior precisão sobre o atrito lateral exercido pela estaca junto ao solo.

Quais fatores que determinam a escolha do tipo de fundação?
- O perfil geotécnico do terreno onde será construída a edificação.
- A intensidade das ações transmitidas pelos pilares às fundações.
- A profundidade do nível de água no terreno.
- A topografia do terreno.
- A existência de construções ao redor da futura edificação.
- A disponibilidade de fundações disponível no mercado.
- O custo da fundação.

Utilizar fundação feita pelo sistema hélice-contínua ou pelo sistema bate-estaca traz alguma alteração na estrutura do edifício em construção? Por exemplo, edifícios com andares altos carecem de um tipo de fundação diferentemente de outros?
A utilização de estacas hélice-contínua monitorada ou pré-moldada não acarreta mudança na superestrutura. Entende-se por superestrutura, os pilares, as vigas e lajes do edifício. O que muda é o projeto da infraestrutura. Dependendo do tipo de fundação a ser utilizada, o número de estacas por pilar poderá ser diferente. Desta forma, o elemento de ligação entre os pilares e as estacas, chamado bloco de coroamento ou bloco sobre estacas poderá ser diferente em ambos os casos.

Quais as vantagens e desvantagens de cada tipo de fundação?
Cada sistema de fundação tem suas vantagens e desvantagens. Neste texto vou me ater às fundações do tipo hélice-contínua monitorada e pré-moldada de concreto.
- Vantagens da hélice-contínua monitorada: alta produtividade; elevado grau de qualidade; possibilidade de execução muito próxima a divisa do terreno, evitando excentricidades entre as ações atuantes nos pilares e o centro das estacas; pode ser executada abaixo do nível de água; pode ser utilizada em qualquer tipo de solo; provoca pouca ou nenhuma vibração; apresenta baixa intensidade de barulho para sua execução.
- Desvantagens da hélice-contínua monitorada: necessidade de locais planos para locomoção dos equipamentos de execução; grande acumulo de solo retirado, exigindo remoção constante; número grande de estacas para ser competitiva com os demais sistemas disponíveis no mercado.
- Vantagens das estacas pré-moldadas de concreto: podem ser construída abaixo do nível de água; apresentam excelente resistência mecânica e geotécnica; podem ser construídas em qualquer tipo de solo, onde o SPT seja inferior a 25 golpes para diâmetros menores que 30 cm e 35 golpes para diâmetros maiores ou iguais a 30 cm; ótimo controle tecnológico dos materiais concreto e aço.
- Desvantagens das estacas pré-moldadas de concreto: produzem excessiva vibração e alta intensidade de barulho durante sua cravação; Dificuldade de transporte para estacas com comprimento maior que 12 m; Faz-se necessária emendar estacas quando o comprimento do fuste for maior que o comprimento de produção das estacas.

Quais normas regem a execução de fundações?
A norma para projeto e execução de fundações vigente no país é a “NBR 6122:2010 – Projeto e execução de fundações”. Porém, é necessária a utilização de outras normas como: NBR 6118; NBR 6484; NBR 6489; NBR 6502; NBR 7190; NBR 8681; NBR 8800; NBR 9061; NBR 9062; NBR 9603; NBR 9604; NBR 9820; NBR 10905; NBR 12069; NBR 12131; NBR 13208.

Os sistemas para executar fundações influenciam no tipo de concreto que se deve usar nas fundações?
Para cada tipo de sistema de fundação a ser utilizada faz-se necessário especificar a resistência característica à compressão do concreto (fck) mínima, a plasticidade do concreto (ensaio do tronco de cone – Slump Test), o consumo mínimo de cimento por metro cúbico e o módulo de elasticidade longitudinal do concreto aos 28 dias de idade.
Por exemplo, para a execução de uma fundação do tipo hélice-contínua monitorada é necessário que o concreto resistência característica à compressão igual ou superior a 20 MPa, slump igual a 22 cm ± 2 cm, fator água-cimento entre 0,53 e 0,56, consumo mínimo de cimento igual a 400 kg/m3, exsudação ≤ 1,0%, teor de ar incorporado ≤ 1,5 % e início de pega ≥ 3,0 horas.

No que hoje tecnologias como CAD e BIM determinam o tipo de fundação que deve ser usado numa edificação?
O advento de ferramentas computacionais tem permitido aos engenheiros uma melhor qualidade nos projetos civis de engenharia. Isso ocorre também nos projetos estruturais e de fundações. As modelagens computacionais permitem ao engenheiro analisar inúmeras possibilidade de esquemas estáticos e, assim, optar por um que apresente bom desempenho estrutural e economia na construção.

Fontes citadas pelo entrevistado
Manual de especificações de produtos e procedimentos ABEF, Ed. ABEF.
Fundações, teoria e prática, Ed. Pini.
Fundações por estacas, Cinta e Aoki, Ed. Oficina de textos;
Fundações, vol. 02, Velloso & Lopes, Ed. Oficina de textos.

Concreto flexível é capaz de se autoconsertar sem intervenção humana

Um concreto desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, é capaz de se autoconsertar apenas com a adição de água e dióxido de carbono (CO2).

O autoconserto é possível porque o novo concreto foi desenvolvido para dobrar e se quebrar em finíssimas lacunas, equivalentes à metade do diâmetro de um fio de cabelo humano, em vez de se quebrar em pedaços ou criar fissuras grandes, como acontece com os concretos normais.

"É como quando você faz um pequeno corte na sua mão, o seu corpo pode se reparar sozinho. Mas se você tem um grande ferimento, então precisará de ajuda. Nós criamos um concreto que se fratura em fissuras pequenas o suficiente para que possa se autoconsertar," explica o professor Victor Li.

Concreto Flexível

Segundo Li, o novo concreto poderá tornar as obras mais seguras e mais duráveis. Uma ponte danificada por sobrecarga ou por abalos sísmicos, por exemplo, poderia voltar a operar normalmente em poucos dias.

A imagem mostra o grande segredo do concreto, a sua flexibilidade. Os testes mostram que uma peça feita com o novo material pode sofrer um estiramento de até 3% e recuperar integralmente sua resistência - isso equivaleria a esticar uma ponte de concreto com 100 metros de comprimento (se ela fosse feita por uma peça única) até que ela atingisse 103 metros, sem que ela se quebrasse.

E, tão logo curada dos danos, a ponte recupera inteiramente sua capacidade de operação. "Nós descobrimos, para nossa surpresa, que quando é forçada de nova após se curar, a peça se comporta como se fosse nova, praticamente com a mesma dureza e resistência," diz Li.

Cimento extra-seco

A capacidade de se autoconsertar do novo concreto deve-se ao uso de um cimento extra-seco que, quando exposto por uma fissura, reage com a água e o dióxido de carbono do ambiente para formar uma espécie de "cicatriz" de carbonato de cálcio - o mesmo material encontrado nas conchas de animais marinhos. Nos testes em laboratório, o processo de cura levou entre 1 e 5 ciclos de molhagem e secagem.

A imagem ao lado mostras as "cicatrizes" do concreto, as linhas brancas de carbonato de cálcio que se formam depois que o processo de cura se completa.

O processo de autoconserto atinge 100% de eficiência quando as fissuras individuais têm menos do que 50 micrômetros, mas o processo opera com aberturas de até 150 micrômetros.

Concreto reforçado com fibras

O novo material é chamado ECC ("Engineered Cement Composite"), é mais flexível do que o concreto tradicional e se comporta mais como um metal do que como um vidro.

O concreto tradicional é considerado uma cerâmica, sendo rígido e quebradiço, suportando um estiramento máximo de 0,01% antes de se partir. Já o ECC dobra-se sem se quebrar, suportando um estiramento máximo de 5% (a recuperação total dá-se até os 3%).

Hoje, os construtores reforçam o concreto com barras de aço, com o objetivo de manter as trincas tão pequenas quanto possível. O problema é que essas trincas, por minúsculas que sejam, deixam entrar líquidos que corroem o aço, o que reduz a resistência da construção ao longo dos anos.

O EEC é reforçado com fibras sintéticas, não estando sujeito à corrosão.

Fonte.; http://www.inovacaotecnologica.com.br

Bioconcreto usa bactérias para curar-se sozinho de trincas

O Dr. Alan Richardson criou uma espécie de "bioconcreto",
 dotado de capacidade de autocicatrização.
Em primeiro plano, os diversos blocos do novo concreto. 

Autocicatrização

Concreto e trincas são duas coisas que nenhum engenheiro gosta de ver juntas.

Talvez agora eles possam começar a respirar aliviados, graças a um concreto capaz de autocicatrizar-se de trinchas e rachaduras.

O Dr. Alan Richardson, da Universidade Northumbria, no Reino Unido, criou uma espécie de "bioconcreto", um concreto que tira partido de um microrganismo para cicatrizar seus ferimentos.

O pesquisador está usando uma bactéria comumente encontrada no solo - Bacillus megaterium - para criar calcita, um mineral que é uma forma do carbonato de cálcio.

As bactérias são cultivadas em um meio nutriente de leveduras, minerais e ureia que, em seguida, é adicionado ao concreto.

Com sua fonte de alimento no concreto, as bactérias se espalham pelo material.

A calcita que elas produzem em seu processo metabólico funciona como um preenchimento que sela as rachaduras do concreto, evitando uma maior deterioração.

Novos e velhos

Não é necessário um grande impacto ou um terremoto para fazer o concreto trincar - o processo de desgaste lento é tão sério que os pesquisadores chamam o problema de "câncer do concreto".

O pesquisador salienta que ainda são necessários testes de durabilidade e adaptação da técnica para o processo produtivo, mas está esperançoso de que o material possa servir não apenas para construções novas, mas também para reparos em prédios já construídos.

Fonte.: http://www.inovacaotecnologica.com.br

Gesso pode ser reciclado indefinidamente

Ainda não existem usinas de reciclagem de gesso no Brasil. 

Resíduos de gesso

Um estudo conduzido na Unicamp apontou a viabilidade de reciclar o resíduo do gesso proveniente da construção civil.

A pesquisa, desenvolvida pela engenheira civil Sayonara Maria de Moraes Pinheiro, atestou a possibilidade de recuperar o material, mantendo as mesmas propriedades físicas e mecânicas do gesso comercial.

O crescimento da construção civil no país na última década tem acentuado o descarte inadequado do resíduo no ambiente, que pode contaminar o solo e o lençol freático.

"Mostramos que é viável recuperar um resíduo que não era considerado possível de ser reciclado. Tanto que não existem usinas de reciclagem para este material no país. Estima-se que o resíduo do gesso represente em torno de 4% do volume do descarte da construção civil, que no Estado de São Paulo corresponde a mais de 50% de todo o resíduo sólido urbano gerado," evidencia a engenheira civil.

Gesso sustentável

O modelo experimental para a reciclagem do resíduo envolve duas fases, moagem e calcinação. Após estas etapas foram avaliadas as propriedades físicas e mecânicas do material reciclado.

"Os resíduos foram submetidos a ciclos de reciclagem consecutivos. Com estes ciclos, nós queríamos verificar se era possível reciclar o gesso, que já havia passado por processo de reciclo. Chegamos até o 5º ciclo de reciclagem e o gesso apresentou características químicas e microestruturais similares ao longo de todo o processo. Podemos inferir, portanto, que ele pode ser reciclado indefinidamente", conclui.

Os ciclos de reciclagem provam, segundo a engenheira, que o gesso da construção civil pode ser totalmente sustentável.

"Pode-se utilizar o resíduo do gesso em diversos ciclos de reciclagem, que é uma das diretrizes da sustentabilidade no setor. Além disso, evita a extração da matéria-prima de fabricação do gesso, que é a gipsita", complementa.

Impactos ambientais do gesso

O gesso é amplamente utilizado na construção civil.

Seus usos mais comuns incluem o revestimento de tetos e paredes, a confecção de componentes pré-moldados como forros e divisórias e como elemento decorativo, devido às suas propriedades de lisura, endurecimento rápido e relativa leveza.

A matéria-prima para a fabricação do gesso é o minério chamado gipsita, cujas maiores jazidas estão localizadas no polo gesseiro de Araripe, no sertão de Pernambuco - o polo é responsável por 95% da produção nacional.

A deposição inadequada do resíduo de gesso pode contaminar o solo e o lençol freático, devido às características físicas e químicas do material, que, em contato com o ambiente, pode se tornar tóxico. "O resíduo do gesso é constituído de sulfato de cálcio di-hidratado. A facilidade de solubilização promove a sulfurização do solo e a contaminação do lençol freático", explica Sayonara.

Do mesmo modo, a deposição do resíduo em aterros sanitários comuns não é recomendada. Neste caso, além de tóxico, a dissolução dos componentes do gesso pode torná-lo inflamável, explica a pesquisadora. "O ambiente úmido, associado às condições aeróbicas e à presença de bactérias redutoras de sulfato, permite a dissociação dos componentes do resíduo em dióxido de carbono, água e gás sulfídrico, que possui odor característico de ovo podre. A incineração do gesso também pode produzir o dióxido de enxofre, um gás tóxico. As possibilidades de minimizar o impacto ambiente, portanto, são a redução da geração do resíduo, a reutilização e a reciclagem", aconselha.

Fonte.:Jornal da Unicamp - 17/01/2013