Associação Brasileira da Construção

Industrializada de Concreto

Industrializar em Concreto 7 - abril de 2016

ARTIGO TÉCNICO

Desenvolvimentos na pré-fabricação do concreto. Lições do passado e avanços para o futuro


Fig. 7. Ponte de profundidade variável na Espanha

 


Fig. 8. Ponte estaiada Centenário.


As vigas mestras das pontes eram usualmente vigas em T ou duplo T, normalmente com blocos sólidos na extremidade. No entanto, a prática padrão nos Estados Unidos nos últimos 30 anos, tem sido eliminar os blocos terminais em todas as seções cruzadas de vigas em duplo T. O desempenho tem sido excelente mesmo com tramas finas. As vigas são instaladas a certa distância umas das outras, embora algumas soluções exijam grandes flanges inferiores confinados para aumentar a resistência contra colisão lateral. 
A primeira ponte de concreto protendido na Espanha foi construída em 1951, em Anoeta, na província de Guipuzcoa. O autor do projeto foi o engenheiro civil Francisco Fernández Conde, que introduziu o concreto protendido na Espanha e o primeiro licenciado da patente de Freyssinet, tanto ali quando em diversos países da América do Sul. As vigas de concreto protendido que formaram a laje foram fabricadas pela Pacadar, S.A., uma firma com escritório central em Madri. 
A partir de 1944, Fernández Conde fabricou com sucesso uma grande variedade de elementos protendidos com a marca FREYSSI. Por muitos anos ele foi o único engenheiro fazendo elementos de concreto protendido na Espanha, tais como postes para fios de energia elétrica e vigas para habitações e pontes, cuja qualidade era tão alta que alguns ainda estão em uso. O concreto era despejado em seus elementos pré-moldados, depois que o fio helicoidal de reforço havia sido tensionado. Era usada ancoragem por atrito, suplementada por um sistema de ancoragem incorporada que era engenhoso, patenteado e virtualmente com custo zero. 


Fig. 9. Francisco Fernandez Conde inspecionando testes em vigas de concreto protendido
 

Avanços na Pré-Fabricação 
Depois de mais de meio século de experimentação, a Europa gerou todas as maneiras de componentes pré-fabricados para construção. Suas soluções para a construção de edifícios evoluíram graças a constantes melhoramentos nas técnicas e à frutífera colaboração entre arquitetos, engenheiros, projetistas e construtores. Desde o início, a pré-fabricação exibiu uma incrível capacidade de oferecer novas soluções técnicas e criativas para os problemas de arquitetura e construção.

 
Fig. 10. Vigas de concreto protendido usadas com os (naquela ocasião) novos blocos de concreto

A história da pré-fabricação com elementos protendidos na Europa cobre mais de 50 anos de progresso constante em técnicas e melhoramentos substanciais na qualidade dos materiais, no projeto dos componentes e nos processos de construção ou produção. O controle da produção era visto como essencial desde o princípio. Os mais avançados materiais de construção disponíveis em qualquer momento eram usados na pré-fabricação. O aço protendido sempre foi caracterizado por um módulo altamente elástico.  Era usado somente concreto com alta força compressiva desde os estágios iniciais, capaz de introduzir forças de compressão logo no início do processo de fabricação. Graças a essas características e ao rígido controle de produção e desempenho, os fabricantes de concreto protendido são capazes de produzir elementos com seções cruzadas muito mais delgadas que as que podem ser feitas no próprio canteiro de obras. Desde o início, então, a pré-fabricação exigiu um rigoroso controle de qualidade de materiais, processos e montagem no local de trabalho.
O uso de materiais de qualidade mais alta resultou em um melhor comportamento estrutural e maior durabilidade dos componentes. Estruturas feitas de concreto de alto desempenho em fábricas com controles estritos de fabricação no local exibem uma resistência mais alta ao ataque externo do que o que é observado em estruturas de concreto in situ.
A pré-fabricação sempre foi, e ainda é, o meio de introdução de novos desenvolvimentos técnicos na prática da construção, inclusive sistemas de qualidade inovadores que resultaram na aplicação de certificações de qualidade para as qualidades relacionadas com a construção. 
Desde o inicio, o controle da produção do concreto pré-fabricado sempre resultou nos procedimentos mais confiáveis. Antes que os métodos analíticos e os cálculos numéricos fossem vistos para assegurar uma segurança suficiente, testes físicos eram realizados para verificar a viabilidade técnica dos produtos protendidos e suas estruturas. 
Aquela primeira ponte seria a precursora das pontes complexas, com vãos maiores, de concreto protendido e estruturalmente contínuas que são fabricadas hoje. Inicialmente, todas as vigas eram verificadas por testes de carga realizados na fábrica, para determinar se a deflexão experimental era consistente com o valor do projeto. 
Outro motivo importante pelo qual a indústria da pré-fabricação se desenvolveu na Europa foi a capacidade de produção em larga escala tanto de membros estruturais quando de outros elementos protendidos, que foram rapidamente introduzidos a partir de 1945.
No final dos anos 40 e início dos anos 50, as vigas eram os principais membros estruturais em todas as maneiras de lajes de decks.  Elas podiam ser suplementadas com blocos de concreto ou outros componentes em soluções amplamente usadas naquela época e ainda aplicadas nos dias de hoje. Podiam também ser usadas em outros membros. Essas vigas eram projetadas para suportar grandes cargas vivas e podiam ser suplementadas com lajes de concreto in situ.  
Nas fábricas iniciais, as bancadas de pré-tensão e as máquinas de içamento e transporte eram instalações em pequena escala, que limitavam as forças de protensão que podiam ser induzidas e o tamanho dos produtos que podiam ser moldados.
No entanto, o projeto simples das vigas de concreto protendido não representava qualquer obstáculo para seu uso mais criativo em todas as maneiras de estruturas complexas. Uma aplicação comum eram os telhados pontiagudos em edifícios industriais, onde as junções eram feitas in situ para assegurar a continuidade estrutural, talvez uma versão inicial das complexas estruturas de pórtico contínuo de hoje.  
Essa solução também foi usada para construir as arquibancadas originais de estádios de futebol bem como as estações subterrâneas, em que as lajes eram projetadas para resistir aos momentos negativos gerados pelo balanço envolvido. Eram muito comuns em pisos de decks, onde eram necessários grandes vãos livres ou onde precisavam ser suportadas cargas pesadas, ou em grandes altitudes, assim como em muitas outras estruturas. Com o crescimento da resistência dos membros de concreto protendido, os outros elementos de lajes puderam adotar um projeto mais sofisticado para a construção de estruturas mais complexas. 
A partir do final dos anos 40, uma grande variedade de postes de concreto protendido para os fios da energia elétrica também foi desenvolvida e fabricada na Europa, assim como Freyssinet havia feito em sua fábrica de Montargis desde os anos 20. 
Por volta do final dos anos 50, membros planos ou de superfície, tais como lajes de concreto protendido e em duplo T começaram a ser desenvolvidos para evitar a necessidade de blocos em combinação com as lajes. Foram produzidas lajes de concreto protendido, tanto de núcleo vazio quando sólidas. Essas lajes foram usadas também como o piso total dos decks, que eram apoiadas em membros ou vigas mais resistentes, assim como lajes de concreto protendido na parte inferior da laje de um deck, sobre a qual o concreto era despejado no próprio canteiro de obras. Lajes de concreto protendido autossustentáveis constituíam outra aplicação. A partir do momento em que essa tecnologia foi dominada, também começaram a ser fabricados membros maiores de concreto protendido para telhados em grandes edifícios industriais. 
Treliças pré-fabricadas também eram projetadas e fabricadas naquela época. Elas consistiam de elementos protendidos conectados e montados in situ. As juntas entre esses elementos constituíam o principal fator no projeto e na construção de toda a estrutura. O projeto original dessas construções industriais exigia juntas pequenas que, gradativamente, evoluíram para o uso de lajes maiores, com mais capacidade e desempenho mais alto.  
Por volta dos anos 60, quando a pré-fabricação havia se tornado um procedimento consolidado de construção, começaram a aparecer programas de pré-fabricação para edifícios feitos total ou parcialmente de concreto protendido. Edifícios industriais construídos totalmente com concreto protendido envolviam muitos tipos de membros (colunas, vigas, vigas mestras, treliças e painéis fechados). Em pouco tempo começaram a surgir em terrenos industriais e em áreas similares.   
A pré-fabricação evoluiu muito desde seu início, trazendo muitas das vantagens da industrialização para a construção, solucionando alguns dos problemas que surgiram nos primeiros anos. A pré-fabricação de hoje, em comparação com os métodos tradicionais de construção, e o concreto como um material, apresenta diversas características benéficas. As vantagens inerentes nessa construção industrializada são descritas baixo.

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