O uso das estruturas metálicas em larga escala é ainda um desafio para o mercado da construção civil, embora pesquisas indiquem seu grande potencial como matéria-prima eficiente para o setor. Material dúctil, o aço permite que se tire o maior proveito de seu uso em situações de cargas extremas.
“Se você tem uma curva de resistência de determinada seção metálica, é possível ir ao limite do aço na execução do projeto”, explica Ricardo Silveira, professor da Universidade Federal de Ouro Preto (Ufop), que estuda o comportamento e o dimensionamento de estruturas metálicas e mistas no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (Propec) da Escola de Minas.
Financiado pela FAPEMIG, seu projeto sobre análise computacional avançada de estruturas metálicas e de concreto é dividido em três subáreas: análise estática não linear, cujo objetivo é estudar os efeitos de segunda ordem e as ligações semirrígidas entre estruturas, frequências de vibração, em que se avaliam os impactos do tempo e de carregamentos dinâmicos – como a batida de um veículo ou a remoção de uma coluna – sobre uma estrutura, e problemas de contato na relação das estruturas com o solo. Neste último caso, trata-se de área interdisciplinar, que também considera conhecimentos em Geotecnia.
A pesquisa dá continuidade a estudos anteriores sobre equilíbrio e estabilidade estática e dinâmica das estruturas. A análise é feita considerando, também, a presença de elementos externos, como ventos fortes, terremotos, choques e batidas de veículos – cargas de caráter transitório aplicadas com grande intensidade, em curto espaço de tempo. “Diante dessas circunstâncias, nós nos perguntamos: como a estrutura vai se comportar? É o que chamamos de problema dinâmico”, esclarece Ricardo Silveira.
O pesquisador tanto utiliza programas computacionais já disponíveis no mercado, quanto desenvolve softwares “caseiros” em colaboração com alunos e pesquisadores. “Esses programas permitem que sejam inseridos dados relacionados às análises lineares e não lineares e oferecem informações sobre as consequências de considerarmos ou não essas variáveis ao projetar uma estrutura”, comenta, ao explicar que as estruturas metálicas são industrializadas e exigem projetos mais bem elaborados. Para fins de comparação, “costuma-se dizer que os erros em estruturas metálicas são calculados em milímetros, enquanto, no concreto, a marcação se dá em centímetros. Porém, para trabalhar com esse tipo de estrutura, você precisa de mão de obra especializada e bem treinada”.
Justamente por demandar qualificação profissional e depender de um projeto meticuloso, as construções metálicas têm menor margem de erro: “Principalmente, quando se pensa na estabilidade. Hoje, existe o concreto de alta resistência, mas também o aço de alta resistência, que permite a construção de estruturas esbeltas, ou seja, mais finas, e, ainda assim, muito seguras estruturalmente. É o peso do aço, ou do concreto, que define o preço da estrutura e o valor final da obra”. Atualmente, existe tendência de projeção de estruturas cada vez mais leves e esbeltas que, além de considerarem o fator arquitetônico, levam em conta questões econômicas: quanto mais fina a estrutura, menos aço ela utiliza e menor é o custo.
Entretanto, o professor alerta que projetos de estruturas mais esbeltas preocupam em função de outros fatores: “Na hora em que fazemos a ligação da viga com o pilar, por exemplo, é preciso evitar o que chamamos de excentricidades. Se um projeto for bem feito, como exigem as concepções de estruturas metálicas, reduzem-se as excentricidades”. Outra característica vantajosa da estrutura metálica está na capacidade de fornecer cargas menores para a fundação, o que reduz os custos com essa etapa do projeto e alivia ainda mais o orçamento global.
“As estruturas metálicas também apresentam resistência absurda. Se conseguíssemos desenvolver não só a estrutura, mas todos os demais materiais para casas ou edifícios – ou seja, um produto final todo industrializado –, teríamos a situação ideal. Infelizmente, o mais comum ainda é o fechamento tradicional, que são os tijolos”, lamenta Ricardo. Com a industrialização dos processos, o tempo de construção se reduz drasticamente, o que justificaria o investimento na estrutura metálica. “Você gastará um pouco mais com o aço, mas uma obra que poderia entre seis meses e um ano ficará pronta em 60 dias”, exemplifica.
Ainda que apresente vantagens relacionadas a seu uso, à segurança e ao custo-benefício, as estruturas metálicas ainda não são amplamente usadas no Brasil. Na lógica do processo, seria possível vender kits de estruturas metálicas para a construção em lojas de materiais, por exemplo. No entanto, a realidade esbarra no fato de que a cultura do concreto ainda é muito forte. Além disso, a mão de obra não está preparada para lidar com os projetos em aço. “Montar uma casa em estrutura metálica vai envolver mais conhecimento do que simplesmente fazer o concreto e usar tijolos”, relata Ricardo Silveira.
Ao analisar o cenário da construção civil no Brasil, o professor defende a melhoria do nível da mão de obra por meio da educação: “Esse é o calcanhar de Aquiles da estrutura metálica no País. Além disso, esbarramos na questão do preço: mesmo com a ampla oferta do minério de ferro em Minas Gerais, o preço varia de acordo com o mercado internacional, o que torna difícil a manutenção de um valor diferenciado”.
Texto originalmente publicado na edição nº 61 da Minas Faz Ciência.
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