Reforçando estruturas com laminado de fibra carbono

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Bem vindos à mais uma postagem de palestras do IE.

Esta palestra foi ministrada pelo Eng. Filipe Dourado, consultor em diversas obras e diretor da Clever Reinforcement Ibérica.

Como normalmente se começa um artigo, primeiramente vamos defender a utilidade do reforço de estruturas. Conforme entidades europeias já se gastou 306 bilhões de euros com reforços e reabilitação das estruturas na Europa, estima-se que ainda se gastará cerca de 100 bilhões nesse nicho nos próximos anos.

O funcionamento do sistema é baseado na montagem de duas chapas de alumínio (próximas de cada uma das extremidades), mais guias para direcionar o prolongamento da chapa que será protendida. O método executivo para fazer a aplicação do laminado de fibra de carbono protendido é primeiramente necessário que se façam todas as furações para fixação das chapas, tanto as fixas quanto as móveis, aplicação da resina, colocação do laminado, protenção do laminado, fixação e aperto das chapas.

Encaixe das chapas e macaco hidráulico para protenção do laminado.
Encaixe das chapas e macaco hidráulico para protenção do laminado.

Pareceu complicado? Vamos facilitar, uma extremidade fica fixa, a outra precisa ser esticada, então em uma das extremidades você terá mais aparatos para colocar o macaco hidráulico e depois fixar o laminado com a tensão desejada. Quando se atinge a tensão desejada é colocado um espaçador que mantém a distância entre as chapas e torna possível a retirada do macaco hidráulico. Neste estágio, deve-se esperar um período de 24h para que seja possível remover todo o aparato fixado, deixando somente uma chapa de cada lado para fixação.

O uso do material pode ser tanto para reforço de flexão negativa, positiva e para cortante. Pode-se utilizar a fibra para servir de reforço de armadura na região de novas aberturas e reforço/ ligação de pilares (envelopamento).

Uma característica do sistema é saber que todo o aparato que foi colocado para fixação e protenção do laminado se torna praticamente desnecessário após o enrijecimento da resina epóxi que liga a fibra na estrutura. Foi constatado que os esforços de tração somente chegam até as chapas de apoio após aplicação de 85% da carga máxima resistente suportada pelo sistema. A carga resistente à tração do laminado é de 30tf/cm². Com base nesse fato, constata-se que a resina epóxi é grande responsável pela funcionalidade do sistema, então é necessária muita atenção no tempo em que a resina ainda está trabalhável (observar a temperatura). Existe uma alternativa que libera mais rapidamente a peças reforçadas, utilizando-se um aumento localizado de temperatura que então dispensa a necessidade das chapas de fixação. Após a protensão (até então o mesmo sistema do método anterior) aquece-se até 120 graus o laminado em uma distância de 80cm e promove o rápido endurecimento da resina, que em até 2h já está pronta e remove-se todas as chapas colocadas na estrutura imediatamente.

Foram ensaiadas vigas e lajes com o sistema para verificar a eficiência do conjunto conforme o vídeo.

Os laminados de carbono não sofrem da relaxação e redução de tensão com o tempo, diferentemente das barras de aço usadas hoje. Nos usos externos até hoje utilizados na Europa, não houve relatos de problemas com temperatura ou intempéries atuando no material.

Ao que me parece, é um recurso muito interessante para estruturas que estão no seu limite, com impossibilidade de aumento do espaço que a estrutura ocupa, a capacidade resistente do material é muito alta, mas infelizmente sua ruptura é frágil (na hora que for cair, vai de vez). Somente acredito que deva ser desenvolvido algum método para baratear o custo, pois a utilização de chapas que depois serão praticamente abandonadas, obviamente torna o custo maior que o que realmente é necessário. O interessante é que a aplicação de normas ainda é estimada, pois elas ainda não abrangem o sistema, mesmo assim se aplicarmos o coeficiente de majoração de cargas de 1,4 já teremos uma folga muito interessante.

Um grande abraço.

Ronaldo Mendes Salles

 

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