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

Concreto Biológico.

Pesquisadores espanhóis desenvolveram um concreto biológico do qual crescem líquens e musgos naturalmente depois que a construção fica pronta.

O objetivo é criar prédios com "fachadas vivas", de forma a melhorar o conforto térmico interno e evitar gastos de energia com aquecimento e ar-condicionado, dependendo da estação.

Segundo a equipe, a incorporação dos microrganismos no próprio concreto oferece vantagens ambientais, térmicas e ornamentais em relação a outras técnicas de arquitetura verde.

"A inovação deste novo concreto é que ele se comporta como um suporte para o crescimento biológico natural e o desenvolvimento de certos organismos biológicos, particularmente certas famílias de algas, fungos, líquens e musgos," afirmam Antonio Aguado e seus colegas da Universidade de Granada.

"A ideia é também que as fachadas construídas com o novo material mostrem uma evolução temporal por descoloração, dependendo da estação do ano, bem como da família de organismos predominantes. Com esta técnica podemos evitar o uso de outras vegetações, para evitar que as raízes estraguem a construção," concluem.

Cimento com semente

Para viabilizar o projeto, equipe desenvolveu uma técnica para o crescimento acelerado dos microrganismos a partir de materiais à base de cimento.

O primeiro protótipo usa um derivado carbonatado do cimento Portland tradicional, de forma a obter um pH em torno de 8.

O segundo protótipo usa um cimento de fosfato de magnésio, um aglomerante que é ligeiramente ácido, dispensando tratamento para redução do pH.

Para garantir a colonização do material pelos microrganismos, os pesquisadores também ajustaram a porosidade e a rugosidade do concreto.

O processo foi patenteado, mas os pesquisadores trabalham ainda para acelerar ainda mais o crescimento dos líquens - o objetivo é que a fachada verde fique atraente em no máximo um ano depois do término da construção.

Concreto biológico

O concreto biológico consiste de uma placa de concreto, que faz o papel de elemento estrutural, à qual são adicionadas três camadas.

A primeira é de impermeabilização, evitando que a umidade passe para dentro do edifício.

A segunda é a camada biológica propriamente dita, com uma estrutura interna que permite a captação de água da chuva para os musgos e líquens.

Por último, é aplicada uma camada de impermeabilização inversa, que garante a manutenção da umidade na segunda camada.

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

Piso Intertravado.

O pavimento intertravado está entre as alternativas sustentáveis da construção civil. Sua utilização, principalmente em calçadas, estacionamentos e áreas de lazer, reduz o consumo de energia elétrica devido a seu poder de reflexão até 30% superior ao do pavimento flexível, o que permite economia ao sistema de iluminação pública. Um benefício relacionado à coloração clara desses blocos de assentamento, segundo o engenheiro Ricardo Moschetti, gerente regional da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP). 

Outra vantagem está no fato de serem fabricados em peças pré-moldadas, aplicadas sobre uma camada de areia para assentamento e uma camada de base, que travam umas às outras, como em um quebra-cabeça, sem exigir tempo de cura, quebra do piso, além de não gerar resíduos sólidos e não exigir insumos para sua recomposição. Os pavimentos intertravados de concreto também podem ser permeáveis. Por sua capacidade de drenagem, o sistema permite a infiltração da água, colaborando na redução das superfícies impermeabilizadas nas cidades. 

 “O piso intertravado é o único que pode ser retirado e reutilizado, permitindo a liberação imediata do tráfego depois de instalado. O correto espaçamento entre as peças e uma camada de base granular, que funcione como filtro para a água da chuva, garantem eficiência na drenagem”, explica Moschetti. O sistema propicia uma desaceleração da chegada da água do terreno ao sistema de drenagem urbano, fator que já é levado em conta em projetos de grande porte como indústrias, shopping centers e supermercados. Do ponto de vista arquitetônico e paisagístico, as formas, cores e texturas dos blocos são aliados na composição de paisagens urbanas bonitas e versáteis, já que a sinalização pode ser incorporada ao pavimento. 

A ABCP disponibiza cartilhas com orientações sobre o piso intertravado de concreto simples e intertravado permeável.  As cartilhas “Melhores Práticas – Pavimento Intertravado Permeável” e sobre pavimento intertravado simples estão disponível para download no site www.solucoesparacidades.org.br  

Fonte.: http://www.mapadaobra.com.br

Contenção monitorada

Obra de torre comercial na Avenida Paulista, em São Paulo, emprega paredes-diafragma e estacões intercalados com colunas de solo-cimento. Proximidade do metrô exige rigoroso controle de recalques.

As obras das fundações da Torre Matarazzo, localizada na Avenida Paulista, estão caminhando a passos largos no terreno que abrigava a antiga mansão da família. O empreendimento, idealizado pela Cyrela Commercial Properties e pela Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário, é composto pela torre de escritórios triple A, de 22 mil m² de área privativa total, e pelo Shopping Cidade São Paulo, com 17,5 mil m² de área bruta locável.

Para abrigar os sete subsolos da Torre Matarazzo
e do Shopping Cidade São Paulo, escavação
 de aproximadamente 9 mil m² e 25 m
 de profundidade movimentou cerca de 250 mil m³ de terra .

A fase de execução de fundações deve durar 15 meses, quase um terço do cronograma total da obra, planejado para 47 meses. O terreno de 12 mil m² localiza-se na confluência das Ruas São Carlos do Pinhal, Pamplona e Avenida Paulista. A escavação, com cerca de 25 m de profundidade, abrigará sete subsolos e tem exigido planejamento criterioso, além de cuidados redobrados devido à proximidade do túnel da Linha 2 - Verde do Metrô de São Paulo, e à preocupação com a segurança do intenso fluxo de pessoas na avenida. A logística abrangeu desde a mobilização dos equipamentos, que só podem chegar à obra à noite e entrar em funcionamento de dia, até o fornecimento de aço e concreto em horários especiais, de acordo com as exigências da Companhia de Engenharia de Tráfego (CET). Por isso, foi realizado um estudo profundo da execução desde 2009.

Resumo da obra

Torre Matarazzo e Shopping Cidade São Paulo
Realização: Cyrela Commercial Properties e Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário
Construção: Cyrela
Área privativa (Torre Matarazzo): 22 mil m²
Área bruta locável (Shopping Cidade de São Paulo): 17,5 mil m²
Área do terreno: 12 mil m²

Contenção junto à Rua Pamplona tem
estacões de  1,20 m de diâmetro intercalados
 com colunas executadas com injeção
 de calda de cimento a alta pressão
 sem ar comprimido, técnica conhecida
 como Chemical Churning Pile (CCP)

A primeira fase das obras de infraestrutura consistiu na execução de cerca de 10 mil m² de paredes-diafragma. Nas divisas com a Rua São Carlos do Pinhal e o prédio vizinho, as paredes moldadas in loco, com clam shell, formam lamelas de 3,20 m, com 40 cm de espessura. Na face da Avenida Paulista, as lamelas medem 2,5 m, com 50 cm de espessura. O clam shell escavou paredes entre 30 m e 35 m de profundidade, sempre posicionado na parte superior do terreno. Em seguida, teve início a escavação da caixa do subsolo com uma área de 9 mil m², cuja movimentação foi de cerca de 250 mil m³ de terra.

CCP e estacões 

No entanto, na divisa da lateral com a Rua Pamplona, inicialmente foi projetada uma parede-diafragma com 1 m de espessura, em função das cargas concentradas nos pilares resultantes dos grandes vãos das lajes exigidos nesse tipo de empreendimento corporativo. Porém, o elevado volume de concreto fez com que fosse adotada uma outra técnica. A solução foi executar estacões, ou estacas escavadas justapostas, com 1,20 m de diâmetro, para formar a parede de contenção, cujos espaços vazios foram preenchidos com colunas de Chemical Churning Pile (CCP) de 80 cm de diâmetro.

A técnica consiste em utilizar perfuratrizes com bomba para injeções de calda de cimento a alta pressão (400 bar a 900 bar) por meio de jatos horizontais a uma velocidade de cerca de 250 m/s. Em função do movimento de rotação do equipamento, mesmo sem escavação prévia, o solo se desagrega e se mistura com a calda de cimento, criando um composto de solo-cimento na forma de colunas com seção circular, com alta resistência e estanqueidade, impermeabilizando o solo. Essa nata é injetada com bicos de 2 mm a 3 mm de diâmetro na terra. A técnica de CCP permite a execução de colunas de diâmetro médio entre 40 cm e 80 cm sem a utilização de ar comprimido (característica do jet grouting, indicado para colunas de diâmetro médio entre 90 cm e 180 cm).

Durante a execução das colunas, o jato funciona como destruidor do terreno, criando uma 'sopa'. O equipamento perfura o solo na descida e, quando sobe, libera a nata de cimento. O excedente que extravasa é recolhido para ser destinado a um bota-fora ou para outra utilização", explica Milton Golombek, diretor da Consultrix, empresa responsável pelo projeto de fundações da Torre Matarazzo. Segundo Golombek, essa solução foi concebida para suportar as cargas concentradas dos pilares da torre, que estarão posicionados sobre essa cortina, com valores da ordem de 3 mil a 4 mil toneladas cada. O coroamento dessa parede foi realizado com uma viga de grandes proporções. "Podemos dizer que as estacas são quase justapostas, pois há uma distância pequena entre elas. Tivemos ainda uma forte preocupação em garantir o prumo desses estacões, que, no final, ficaram com a verticalidade perfeita", destaca ele.

Solução competitiva 

Segundo Clovis Salioni, presidente da Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia (Abef) e diretor-superintendente da Geosonda, empresa responsável pela execução das fundações, as técnicas de estacas escavadas com CCP ou jet grouting já são soluções bem conhecidas no Brasil e no mundo. "Porém, é pouco usual em empreendimentos imobiliários. Essa técnica geralmente é empregada em obras de grande porte, como metrô. Mas revelou-se uma solução competitiva em termos de custos e prazo". A opção pelas estacas escavadas com CCP também se deve ao solo do terreno, composto de sessões de limonita (minério de ferro), que formam lâminas bem duras, com camadas de 20 cm até 80 cm de espessura.

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Tirantes da parede de contenção na divisa com a Avenida Paulista foram executados em ângulos diferentes, com cuidado para não interferirem no túnel do metrô	Detalhe - estacas escavadas e CCP

Central de produção de calda de cimento

O CCP gerou colunas com 22 m de profundidade, impedindo o fluxo de água do terreno, além da função de contenção. Segundo Salioni, o solo local é bom e o lençol freático fica a 12 m de profundidade. O túnel do metrô está na lateral da obra e passa no leito da Avenida Paulista. Porém, as fundações do prédio são bem mais profundas (até 49 m) que os túneis, que estão a 20 m de profundidade. Por esse motivo, foi necessário contratar instrumentação remota durante as obras de infraestrutura para monitoramento de toda a região. "Foi realizado um mapeamento detalhado do subsolo, com farta documentação do trecho, para impedir qualquer surpresa", explica Salioni. Para a execução dos estacões, a Geosonda está utilizando equipamentos como a perfuratriz de 90 toneladas equipada com haste telescópica. O primeiro passo é a escavação com um fluido à base de polímeros que promove a sustentação e a impermeabilização do solo, em substituição à lama bentonítica. Depois, é colocada a madeira e feita a concretagem por bombeamento de baixo para cima, ao mesmo tempo em que o fluido é bombeado. Esse fluido não polui o solo como a bentonita, que promove a sua impermeabilização permanente. Quando a terra é retirada e levada para o bota-fora, acaba prejudicando a drenagem. A nova solução, biodegradável, é formulada com cadeias de carbono que se desfazem em pouco tempo, mantendo as mesmas características da bentonita. O empreendimento tem ao todo 289 estacas escavadas. De acordo com Salioni, o ritmo da obra é a execução de até dois estacões por dia. "Há o cuidado com o controle de ruídos dos equipamentos, dotados de câmara de isolamento acústico. Os guindastes dão apoio ao trabalho. A distância entre os estacões varia de acordo com o trecho. É um mar de estacas, com blocos de fundação de até 66 mil toneladas. Há blocos tão grandes que parecem até radiers", descreve Salioni.

Próximo à Rua Pamplona e também abaixo do túnel, estão locados tirantes inclinados, que evitam proximidade com essas estruturas. O comprimento dos tirantes chega a 40 m.Tirantes monitorados 

Devido à proximidade com túneis do metrô, a obra está passando por monitoramento constante de recalques do pavimento asfáltico da Avenida Paulista. Também estão sendo registrados os deslocamentos provocados pela escavação da obra e a convergência com o túnel do metrô. Tanto que para evitar qualquer risco desse tipo, nos dois "cantos" da parede-diafragma na divisa com a Avenida Paulista foi utilizado escoramento metálico robusto para substituir os tirantes.

A instalação seguiu uma sequência que se inicia com a perfuração baseada no comprimento total do tirante, executando os furos com uma perfuratriz de 10 t a 15 t. Depois, são instalados os tubos de revestimento em PVC, que abrigam de 12 a 14 cabos de aço cada. Esses tubos são preenchidos, em parte, com calda de cimento, sob pressão. São deixados trechos livres de cimento para que cada tirante possa trabalhar de acordo com as determinações do projeto. A ancoragem dos tirantes é feita com protensão normal. No total, a obra conta com mais de 21 mil m de tirantes com capacidade entre 35 tf a 140 tf.

Salioni ressalta que tanto do ponto de vista técnico, quanto do cronograma, a obra está adiantada e atende às especificações. "O plano de ataque foi bom. Essa obra mostra que a engenharia de fundações no Brasil é altamente capacitada não só por parte do cliente, mas também por parte dos projetistas e executores", destaca Salioni.

Ficha técnica Desenvolvimento do projeto: Cyrela Commercial Properties/Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário; arquitetura: Aflalo & Gasperini; projeto de fundações: Consultrix; sondagens: Geocel; fundações e infraestrutura: Geosonda

Confira outras imagens da obra

Na face do terreno voltado para a Rua Pamplona, contenção foi feita com estacões intercalados com colunas de solo-cimento do tipo Chemical Churning Pile (CCP). Tirantes alinhados foram dispostos a 1,50 m de distância entre si

Detalhe de uma coluna de solo-cimento do tipo Chemical Churning Pile (CCP)

Solo do terreno apresenta ocorrências de limonita (minério de ferro), que formam lâminas bem duras, com camadas de 20 cm até 80 cm de espessura

Ângulo dos tirantes executados na parede diafragma junto à avenida Paulista foi cuidadosamente estudado para não  interferir no túnel do metrô

Pirâmide londrina

Com 306 m de altura, The Shard é o
edifício mais alto da Europa,
mas logo deve ser ultrapassado
por quatro torres atualmente em construção
em Moscou

Edifício mais alto da Europa emprega estrutura híbrida e soluções inovadoras para transporte vertical

RESUMO DA OBRA

The Shard

Altura: 306 m

Pavimentos: 72 públicos e 15 técnicos

Área construída: 126.712 m²

Inaugurado em julho, o edifício The Shard, torre de vidro que se destaca no horizonte de Londres, detém hoje o título de prédio mais alto da Europa, com 306 m de altura. Assinado pelo arquiteto italiano Renzo Piano, o projeto contempla um conjunto de uso misto - ou uma "cidade vertical", nas palavras do projetista - com escritórios, hotel, restaurantes e apartamentos residenciais, além de pavimentos técnicos e um mirante com vista panorâmica da capital inglesa.

A intenção do arquiteto era criar um edifício de uso estratificado de acordo com a altura dos pavimentos. O volume piramidal esbelto que Piano atribuiu à torre vai ao encontro dessa necessidade: nos pavimentos mais baixos, onde as lajes são mais generosas, ficam os ambientes de escritórios, que exigem espaços mais amplos e flexíveis; o trecho médio do edifício, com espaços medianos, foi destinado às instalações de restaurantes e um hotel cinco estrelas; nos últimos pavimentos, com lajes menores e vista mais nobre, ficam os apartamentos residenciais de altíssimo padrão.

Estrutura

Pilares metálicos são posicionados no
terreno para compor o núcleo de concreto, 
espinha dorsal da torre, tornando possível
sua execução ao mesmo tempo em
que avançassem as escavações dos subsolos

Para tornar viável a construção do The Shard, o projeto estrutural do escritório WSP Cantor Seinuk combinou sistemas construtivos diferentes, harmonizando as demandas de cada trecho da torre. O principal elemento da estrutura é um núcleo rígido de concreto moldado in loco com projeção de 22 m x 19 m e 244 m de altura, que garante a segurança relacionada às forças horizontais dos ventos e à estabilidade em situação de sismos. Ele abriga também as prumadas das instalações prediais, os elevadores e escadas de emergência.

A partir do núcleo, foram construídos os pavimentos. Até o 39º andar onde ficam os escritórios, os restaurantes e os espaços comuns do hotel, a estrutura reticulada é composta por vigas e pilares metálicos e lajes steel deck com concreto leve, que viabilizaram vãos de até 15 m entre a fachada e o núcleo de concreto.

Já nos pavimentos do trecho médio (40º ao 68º), onde ficam os quartos do hotel e os apartamentos residenciais, os pilares são de concreto moldado in loco de alta resistência, com fck variando de 65 MPa a 80 MPa, para minimizar as dimensões de sua seção. Nesses níveis, as lajes são protendidas, garantindo vãos de até 9 m e o adequado isolamento acústico entre os quartos do hotel e as unidades residenciais. A partir do 69º andar, onde ficam o mirante público e pisos técnicos, o edifício volta a ter estrutura metálica.

Construção invertida

As obras do edifício The Shard começaram em março de 2009 e deveriam ser concluídas antes da Olimpíada de 2012. Como em toda obra de edificações, as etapas de escavação do terreno e das fundações da torre constituíam atividades críticas no planejamento.

A solução encontrada para reduzir em quatro meses o cronograma de execução do empreendimento foi o método da construção invertida, em que as escavações dos três subsolos e o núcleo de concreto eram executados ao mesmo tempo. Primeiro, foi executada a contenção do terreno com estacas escavadas de 90 cm de diâmetro.

Depois, foram escavadas e concretadas as estacas de 1.500 mm de diâmetro a mais de 50 m de profundidade, encabeçadas por pilares metálicos. A precisão do alinhamento vertical é garantida por um sistema de medição a laser, e a estabilidade do conjunto por contraventamentos. Foi feita então a concretagem da laje do térreo, em concreto armado, e da seção inicial do núcleo estrutural da torre. Assim, os trabalhos de escavação dos três subsolos poderiam seguir durante a execução da superestrutura. Todos os trabalhos foram realizados com técnicas que minimizavam as vibrações para não causar danos às construções vizinhas - o canteiro é circundado por edifícios tombados pelo patrimônio histórico, linhas de metrô e redes de infraestrutura urbana.

A laje de fundo do terceiro subsolo, que sob o núcleo de concreto tem 3 m de espessura, precisava ser executada rapidamente para não atrasar a evolução da superestrutura. Em uma atividade contínua que durou 32 horas durante a Páscoa de 2010, foram aplicados cerca de 5,5 mil m³ de concreto, em uma operação que mobilizou cerca de 750 caminhões-betoneira.

No restante da estrutura, foram empregadas 26 diferentes dosagens do concreto, além de bombas de alta pressão, para atender às diferentes necessidades referentes às condições climáticas e à altura onde as concretagens eram realizadas.

1. Primeiro, foram executadas as contenções do terreno, as fundações e os pilares metálicos. Em torno da cabeça dos pilares foi executado o trecho inicial do núcleo de concreto

2. Após a concretagem da laje do térreo, inicia-se a escavação dos três subsolos em torno dos pilares devidamente contraventados. Ao mesmo tempo, segue a execução da superestrutura.

3. Quando as escavações terminam, finalmente é executado o trecho de subsolo do núcleo de concreto, que torna os pilares metálicos redundantes. A laje de fundo - que chega a ter 3 m de espessura - é executada de uma só vez, em uma operação que aplicou 5.500 m³ de concreto durante 32 horas ininterruptas.

Pilares periféricos

O projeto arquitetônico previa diferentes espaçamentos entre as colunas da fachada conforme a altura do edifício. Assim, no nível dos escritórios, o espaçamento entre os pilares inclinados seria de 6 m, reduzindo-se pela metade (3 m) nos andares dos restaurantes, hotéis e apartamentos e para 1,5 m nos pavimentos técnicos do topo da torre.

Transporte vertical de materiais e trabalhadores foi um dos grandes desafios da obra, que empregou a grua mais alta do Reino Unido

Para garantir a adequada transferência de carga, foi necessário projetar vigas de transição em diferentes pontos da estrutura, principalmente na porção média da torre. Nos pavimentos inferiores, os pilares tubulares foram preenchidos com concreto para aumentar sua rigidez.

Nesse trecho do edifício, o arquiteto também projetou uma extensão horizontal da torre que cria um pequeno volume anexo, chamado de backpack, para eventuais expansões dos escritórios. Além da descontinuidade na fachada, criou-se a necessidade de aumentar os vãos entre os pilares para garantir a flexibilidade de layout nos andares. Estruturas triangulares de transição nos pavimentos superiores foram projetadas para distribuir horizontalmente as cargas da fachada. O backpack conta com um núcleo secundário de concreto moldado in loco que assegura que eventuais esforços horizontais aos quais seja submetido não sejam transferidos para a torre principal, evitando movimentos de torção que pudessem afetar a estabilidade global.

Máquina alemã faz túnel do metrô do Rio

A entrega oficial do equipamento aconteceu na
fábrica Herrenknecht -
Tunnelling Systems,
localizada em Schwanau, na Alemanha

O Governo do Estado do Rio de Janeiro e a Concessionária Rio Barra, responsável pelas obras da Linha 4 do Metrô (Barra da Tijuca – Ipanema), receberam nesta quinta-feira, o Tunnel Boring Machine (TBM), ‘Tatuzão’. O equipamento vai perfurar os túneis subterrâneos da Linha 4 do Metrô de Ipanema à Gávea sem passar por baixo de edifícios. Também não haverá bate-estaca, explosões e aberturas de valas na superfície ao longo das ruas.

A entrega oficial do equipamento aconteceu na fábrica Herrenknecht, Tunnelling Systems, localizada em Schwanau, na Alemanha, com a presença do secretário de Estado da Casa Civil, Regis Fichtner, e representantes da RioTrilhos e da Concessionária Rio Barra.

- Este é um importante momento para o Rio de Janeiro porque damos um salto nesse grandioso projeto para a cidade, que é a Linha 4 do Metrô. Essa máquina foi construída com uma tecnologia muito avançada capaz de perfurar dois tipos diferentes de solo: rocha e areia. Graças ao equipamento será possível escavar todos os túneis do metrô na Zona Sul sem abrir buracos ao longo das ruas. Eles serão construídos por baixo das vias sem impacto na superfície – afirmou Regis Fichtner.

A chegada do ‘Tatuzão’ ao Brasil está prevista para o início de 2013. O equipamento será montado de março a agosto de 2013, quando deverá entrar em operação, partindo da Estação General Osório em direção à Gávea.

Com 2 mil toneladas e 120 metros de comprimento por 11,5 metros de diâmetro (o equivalente a um prédio de quatro andares), o ‘Tatuzão’ escava de 15 a 18 metros de túnel por dia, quatro vezes mais rápido que os métodos utilizados anteriormente no Rio de Janeiro. Inédito no Rio de Janeiro, trata-se do maior ‘Tatuzão’ da América Latina e o maior equipamento já utilizado em obras no Brasil. Ele será transportado de navio da Europa para o Rio de Janeiro em 20 contêineres e com outras 100 peças grandes soltas.

Ao mesmo tempo em que escava, o ‘Tatuzão’ instala imediatamente os anéis de concreto que formam o túnel. Esse é um método moderno, seguro e usado em todo o mundo. Graças a ele, nos 5,7 km de obras na Zona Sul, será necessário interditar apenas 500 metros de vias.

Mais de 200 profissionais brasileiros e alemães vão operar o ‘Tatuzão’ no Rio

A Linha 4 do Metrô terá 270 pessoas trabalhando exclusivamente para operar o TBM (‘Tatuzão’). Serão eletrotécnicos, mecânicos, operadores e encarregados, que se dividirão em três turnos. Três profissionais brasileiros estão sendo treinados na Alemanha, país onde a máquina foi construída e de onde virão outros 30 técnicos para trabalhar na operação e manutenção da máquina.

‘Tatuzão’ poderá ser usado na construção da linha Gávea-Centro

Durante o evento de entrega do TBM na Alemanha, o secretário Regis Fichtner informou que o Governo do Rio de Janeiro iniciou os estudos para fazer um termo de referência para a contratação de projeto de expansão do metrô que ligará a Gávea ao Centro, passando pelos bairros de Jardim Botânico, Humaitá e Laranjeiras. Projeto que poderá ser colocado em prática a partir de 2016.

- Queremos deixar esse projeto pronto e licitado para que, no futuro, quando terminar a obra da Linha 4, seja possível ao Governo do Estado utilizar o ‘Tatuzão’ nessa nova linha – disse Regis Fichtner.

Linha 4 do Metrô vai beneficiar mais de 300 mil pessoas por dia

A Linha 4 do Metrô do Rio de Janeiro (Barra da Tijuca – Ipanema) vai transportar, a partir de 2016, mais de 300 mil pessoas por dia e retirar das ruas cerca de 2 mil veículos por hora/pico. Com a nova linha, o passageiro poderá utilizar todo o sistema metroviário da cidade com uma única tarifa.

- O Governo do Estado está implantando a Linha 4 do Metrô porque é inquestionável a eficiência deste sistema de transporte e sua importância para o desenvolvimento do Rio de Janeiro. O metrô tem enorme capacidade de carregamento e traz efeitos benéficos para o trânsito e ao meio ambiente, retirando das ruas carros e ônibus. Trata-se da realização de um antigo sonho dos cariocas. A população do Rio de Janeiro será beneficiada pela obra, que vai integrar bairros e regiões da cidade com rapidez, comodidade e segurança – ressalta o secretário de Estado da Casa Civil, Regis Fichtner.

As obras foram iniciadas em junho de 2010 pela Barra da Tijuca e serão concluídas em dezembro de 2015, quando as seis estações (Nossa Senha da Paz, Jardim de Alah, Antero de Quental, Gávea, São Conrado e Jardim Oceânico) serão inauguradas. Já são mais de 3 mil metros de túneis escavados entre a Barra da Tijuca e Gávea. A nova linha, com aproximadamente 16 quilômetros de extensão, entra em operação no segundo semestre de 2016, após passar uma fase de testes.

Para garantir a eficiência do sistema e comodidade dos passageiros, serão comprados 17 trens para operar a Linha 4, com capacidade para transportar mais de 1 milhão de passageiros por dia, quando a demanda estimada para a Linha 4, em 2016, é de 300 mil usuários/dia. O intervalo entre as composições será de quatro minutos.

O metrô é o meio de transporte de massa mais ambientalmente correto porque retira veículos da rua, reduzindo a emissão de gás carbônico do ar que respiramos.

Três desafios que impedem Brasil de ser um país de engenheiros

A Confederação Nacional da Indústria (CNI) estima que, até 2014, o Brasil vai demandar 90 mil novos engenheiros no mercado de trabalho, somados aos 854 mil inscritos hoje no Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (Confea). Tal número já é considerado praticamente inalcançável, na avaliação da própria CNI.

Com isso, o país importa mão de obra e aumenta os salários de quem já está dentro do mercado. De 2011 para cá, 6 dos 20 cargos que mais tiveram valorização salarial são engenharias, segundo o site de emprego Catho. O salário médio para um profissional na área de petróleo e gás passou de 5,6 mil reais para 8,8 mil reais entre um ano e outro, com uma valorização de 55%.

Entre 2001 e 2010, o número de formandos em Engenharia mais do que duplicou, saindo de 18 mil para mais de 41 mil. Os números de cursos e vagas cresceram de maneira exponencialmente maior que o PIB. Para o Confea, o Brasil começou a responder ao estímulo por desenvolvimento depois da letargia econômica das décadas de 80 e 90.

Mesmo assim, ainda estamos atrás na corrida por tecnologia. Dados do Banco Mundial compilados pelo professor da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Vanderli de Oliveira, mostram que 27% dos estudantes da Rússia estão matriculados em cursos relacionados à tecnologia, incluindo engenharia, enquanto no Brasil são 9% e, na China, 14%.

Confira três mudanças que o Brasil precisa levar adiante para ficar em dia com os profissionais engenheiros:

1) Educação na base

Desafio: fazer mais gente se interessar por engenharia
Na última edição do PISA, o teste internacional de avaliação da educação, o Brasil não foi bem em ciência e leitura (para ambas as disciplinas ficou na 53ª posição, de um total de 65 países), mas foi um pouquinho pior em matemática (57º). Trata-se de um sintoma de fácil detecção: muitos alunos preferem passar longe dos números.

Embora alguns cursos de engenharia já há alguns anos estejam entre os mais concorridos nas universidades públicas (no vestibular da USP do ano passado, engenharia civil ficou à frente de medicina), quase 40% das vagas ficam ociosas, com concentração nas universidades particulares. Ter mais engenheiros no Brasil significa conseguir que mais alunos não tenham medo - e gostem - de matemática e física.

2) Evasão

Desafio: quem quiser engenharia, tem que querer ficar até o final
Dos alunos que começam algum curso de engenharia, 43% não o terminam, segundo a Associação Brasileira de Educação em Engenharia (Abenge). A grande maioria desiste logo nos primeiros dois semestres. Ou seja, dos brasileiros que se dispõem a enfrentar os números, grande parte acaba desistindo no meio da empreitada.

3) Engenheiros fora da engenharia

Desafio: quem cursar e concluir engenharia, tem que visualizar carreira na área
Quando a CNI calcula que o Brasil vai precisar de 90 mil engenheiros até 2014, pode não parecer tão difícil, já que a estimativa é de que em 2011 tenham sido formados 47 mil.

“Mas dos que se formam, apenas 2 em cada 7 vão de fato trabalhar com engenharia. Ou seja, eu preciso de muito mais formados. Como serão demandados 90 mil engenheiros, teriam que se formar 321 mil profissionais. Quer dizer, se eu não mudar o cenário atual, vou ter um déficit de 48 mil engenheiros”, afirma Luis Gustavo Delmont, analista de desenvolvimento empresarial do IEL/CNI.

O fato é que o Brasil precisa dos engenheiros para crescer. E os engenheiros só vão se interessar pelo Brasil se o país crescer. Segundo o Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA) em 2010 mostram que a demanda por engenheiros no país aumenta 7% quando o PIB brasileiro sobe 3%. Quando a economia cresce 7%, a procura por engenheiros aumenta 13%.

Fonte.: 

http://exame.abril.com.br