Participação nos Concurso Aparato de Proteção ao Ovo

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA Participação nos Concurso Aparato de Proteção ao Ovo Professores: Antônio Sérgio Ramos de Silva (DCTM) Tatiana Bittencourt Dumêt (DCE) Alunos: Aline Freitas Junqueira Aloísio Sthefano Corrêa Silva Ártano Silva dos Santos Flávia Magali Carneiro Pimenta Leandro de Santana Souza Luís Marinho Cavalcanti Uesley Antunes de Carvalho Vânia Conceição da Silva Batista Salvador, 2011

2 1 SUMÁRIO RESUMO HISTÓRICO ATIVIDADES DESENVOLVIDAS EM EQUIPE PARTICIPANTE CRONOGRAMA DE AÇÕES RECURSOS NECESSÁRIOS RESULTADOS ESPERADOS CONCLUSÕES...14 REFERÊNCIAS...15

3 2 RESUMO Este relatório tem como objetivo principal apresentar o histórico de participações dos alunos da Escola Politécnica da UFBA, do Curso de Engenharia Civil, nos concursos nacionais e internacionais na área de concreto, as atividades desenvolvidas pela equipe APO-UFBA 2011 e garantir condições para a sua participação no concurso nacional do IBRACON Instituto Brasileiro de Concreto no evento 53º Congresso Brasileiro do Concreto, a ser realizado de 01 a 04 de novembro de 2011, em Florianópolis, Santa Catarina.

4 3 1 Histórico O Concreto de Elevado Desempenho (CED) é um dos materiais com ecelente potencial para uso na Construção Civil. Entende-se como CED, o concreto que procura atender à necessidade de resistência à compressão, bem como contemplar outras propriedades tais como alto módulo de elasticidade, alta densidade, baia permeabilidade e resistência a meios agressivos. Muitos são os benefícios decorrentes da utilização do CED, aplicado em edifícios altos, pontes, recuperação de estruturas, construções submetidas a condições de agressividade e ataque severos, entre outras, contribuindo para a obtenção de construções resistentes e duráveis e reduzindo as taas de desperdícios durante a eecução. Por mais de um século, o concreto estrutural tem sido produzido para obtenção de resistências à compressão aos 28 dias de idade, na faia de 20 MPa a 35 MPa. Há 30 anos o termo alta resistência contemplava concretos com resistências maiores que 40 MPa. Atualmente tem sido comum a utilização de concretos com resistências de 50 MPa a 60 MPa em obras de edificação, portuárias e de recuperação de estruturas na da cidade de Salvador. Eistem ainda concretos com resistências de 90 MPa a 120 MPa sendo empregados na construção de edifícios altos, em pontes e de maneira quase rotineira em alguns países como Noruega, EUA, França, Canadá, Japão. O Brasil obteve recorde mundial de resistência à compressão do concreto (125 MPa), utilizado em pilares do edifício comercial E Tower, situado na Vila Olímpia SP, inaugurado em A partir deste mesmo ano, a cidade de Salvador eperimenta uma epansão no mercado da Construção Civil, como resultado dos investimentos governamentais em financiamento e programas habitacionais. Desta maneira, os terrenos estão ficando mais valorizados e as edificações, cada vez mais altas, eigindo maior desempenho das estruturas. Frente a essa realidade, o Engenheiro Civil deve ser capaz de aliar o CED com a geometria das peças estruturais e dimensionamento da armadura, para que as estruturas de concreto armado, ou mistas de concreto e aço, sejam capazes de resistir às mais variadas combinações de esforços, incluindo as torções, além dos mais comuns como momentos fletores e esforços cortantes.

5 4 No Brasil, o IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto ( entidade sem fins lucrativos que congrega os profissionais atuantes na área de tecnologia do concreto e estruturas, tem procurado disseminar o conhecimento e a aplicação do CED nas estruturas de concreto armado e protendido. Com o objetivo de incentivar as Instituições de Ensino a pesquisar, absorver e a divulgar esta nova tecnologia, promovendo todos os anos, durante o Congresso Brasileiro do Concreto concursos técnicos nacionais que visam incentivar os profissionais das áreas de tecnologia, estruturas e construções especializadas e, principalmente, fomentar a participação dos estudantes dos cursos de Engenharia Civil para que adquiram conhecimento através de investigações e de pesquisas cientificas e tecnológicas. A partir de 1994, ocorre o Concurso Técnico do IBRACON - PRÊMIO PROF. TELEMACO HYPOLLITO DE MACEDO VAN LANGENDONCK. Desde que foi instituído, esse concurso técnico propiciou a divulgação, a ampliação do conhecimento e a aplicação do CED nas estruturas de concreto no Brasil. Neste período, sob a orientação da equipe de professores especializados em tecnologia do concreto e estruturas, dos Departamentos de Ciência e Tecnologia dos Materiais (DCTM) e Construção e Estruturas (DCE) da Escola Politécnica, estudantes do Curso de Engenharia Civil vêm participando das 12 edições do referido concurso, obtendo epressivo sucesso na conquista de alguns dos prêmios oferecidos. Vale ressaltar que até 1998, a UFBA conquistou vinte e cinco dos trinta e seis prêmios disputados, num esforço iniciado pelo saudoso professor João Guilherme Cerqueira Valois. Nos concursos, os temas apresentados foram os mais variados e contemplaram o uso de fibras no concreto, adições especiais, aditivos superplastificantes, cimentos de ecelente desempenho, estruturas de concreto armado, entre outros, mas sempre com o objetivo de avaliar aquele que obtivesse as maiores resistências, de acordo com o regulamento específico estabelecido pelo IBRACON. A partir de 1999, o concurso PRÊMIO PROF. TELEMACO HYPOLLITO DE MACEDO VAN LANGENDONCK passou a aliar a tecnologia do concreto ao cálculo estrutural, através da eecução do modelo denominado Aparato de Proteção ao Ovo (APO). O objetivo desse concurso foi o de construir uma peça de concreto armado (APO) para resistir à carga de impacto imposta em ensaio. A Figura 1 apresenta um eemplo do modelo. Esse concurso é feito nos moldes do concurso internacional do

6 5 ACI - American Concrete Institute (Instituto Americano do Concreto - e desde a sua instalação, a Universidade Católica de Goiás (UCG) vinha conquistando a maioria dos prêmios. Figura 1 Detalhes do APO durante e após o ensaio de rompimento. No ano de 2002, foi implementado pelo IBRACON, um concurso regional, na Reunião Regional do IBRACON 2002 Tendências do Concreto para o Século XXI, intitulado CONCREBOL, no qual a UFBA obteve os 1º, 2º e 3º lugares. A partir daí, o concurso do CONCREBOL passou a ser nacional, também objetivando o desenvolvimento de um método construtivo e a produção de um concreto de elevado desempenho. No concurso do APO de 2005, os estudantes de engenharia civil da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia, Francisco Viana, Leila Barros, Luís Armando Botelho, Marcelo Vilas boas e Tiago Botelho, orientados pelos Professores Antônio Sérgio Ramos de Silva, Tatiana Bittencourt Dumêt e Adailton de Oliveira Gomes, venceram o 12º Concurso Técnico do IBRACON - PRÊMIO PROF. TELEMACO HYPOLLITO DE MACEDO VAN LANGENDONCK, realizado durante o 47º Congresso do IBRACON, em Recife / PE no período de 2 a 7 de setembro de A conquista deste prêmio nacional garantiu um lugar no concurso internacional do American Concrete Institute - ACI, que foi realizado de 26 a 30 de março de 2006, na cidade de Charlotte, na Carolina do Norte, nos Estados Unidos, como parte do evento ACI Spring 2006 Convention, onde esta mesma equipe obteve o segundo lugar ( Vale ressaltar que nesse concurso participam equipes de diversos países. A Figura 2 ilustra a participação da UFBA no concurso internacional.

7 6 Figura 2 Fotos da participação da UFBA no concurso do ACI, nos Estados Unidos. Em 2008, o regulamento sofreu reformulações e o pórtico, que antes deveria resistir apenas a esforços de impacto que causavam esmagamento do concreto e fleão na viga, é alterado, e surgem novas solicitações na peça. As peças então não falham apenas por impacto e fleão, mas, principalmente por torção. E esse novo desafio é ainda mais estimulante para os estudantes de todo o País. Em 2009, dois estudantes do curso de Engenharia Civil da Escola Politécnica da UFBA, Luis Henrique Paz de Souza e Suzan Adriana Barbosa dos Santos, sob a orientação dos Professores Antônio Sérgio Ramos de Silva e Tatiana Bittencourt Dumêt, com o apoio das empresas Vedacit do Nordest S.A, Cimento Mizu e MC. Bauchemir desenvolveram o Primeiro Pórtico da Universidade Federal da Bahia capaz de resistir aos esforços de torção. Além desses estudantes, apenas a equipe da Escola de Engenharia de Piracicaba (campeã de 2009) conseguiu tal feito. Infelizmente a Equipe UFBA foi desclassificada, pois o pórtico ecedeu 266g do limite de massa permitido pelo regulamento, como mostra a figura 3. Mantendo o espírito esportivo, a comissão organizadora e as equipes participantes do evento permitiram que o pórtico fosse submetido aos impactos. O pórtico da UFBA obteria o segundo maior desempenho entre as equipes participantes.

8 7 Figura 3 Fotos da participação da UFBA no concurso do APO 2009, em Curitiba/PR. Em 2010, os estudantes do curso de Engenharia Civil da Escola Politécnica da UFBA, Luis Marinho, Ênio Silva Costa, Ártano Silva dos Santos, Raquel Sanches Cambuí, Daniel Bonfim, Suzan Adriana Barbosa dos Santos e Fábio Rodrigo Juchum, sob a orientação dos Professores Antônio Sérgio Ramos de Silva e Tatiana Bittencourt Dumêt, com o apoio da empresa Vedacit do Nordeste S.A, Cimento Mizu e MC. Bauchemir, participaram do 52º congresso IBRACON, realizado na cidade de Fortaleza, no Ceará, onde participaram do concurso APO, conquistando a 6ª posição. Figura 4 Fotos da participação da UFBA no concurso do APO 2010, em Fortaleza/CE. Durante a competição os membros da equipe observaram que o pórtico levava grande vantagem sobre os outros participantes em relação à resistência ao impacto, podendo se notar pelos pequenos danos sofridos por este. Devido isso, a equipe teria grandes chances de ganhar o primeiro lugar, o que não ocorreu devido o pórtico não ter ficado em pé depois do terceiro golpe, o que só veio a ocorrer depois do término do tempo estipulado pela comissão julgadora. Com esses resultados obtidos a equipe APO tem grandes chance e confiança de obter resultados

9 8 satisfatórios nas próimas competições. Apesar das dificuldades e imprevistos enfrentados pelos membros, foi possível adquirir uma gama de conhecimento e eperiência, que poderão ser passados a novos membros, podendo assim dar continuidade ao projeto. 2 ATIVIDADES A SEREM DESENVOLIDAS EM 2011 Com a vitória no concurso nacional do IBRACON e a segunda colocação no concurso internacional do ACI em 2006, a UFBA atestou o seu potencial. A mudança na geometria e, conseqüentemente, nos esforços solicitantes que atuam no pórtico é um novo desafio a ser vencido, que instiga estudantes e orientadores. A equipe de 2009, entendendo as causas de falha da estrutura, se empenhou em desenvolver um pórtico resistente aos esforços de torção ocorridos nos engastes entre a viga e os pilares, que contribuem para a falência do sistema de apoio dos pórticos, impedindo que fiquem de pé. Por se tratar de uma equipe pequena, cujas atividades só foram iniciadas 3 meses antes da competição, ocorreram falhas de cálculo de massa específica e de eecução, devido ao esbojamento da forma, que fez com que o pórtico ficasse com massa acima da permitida pelo regulamento. Em 2010, avanços mais significativos foram alcançados, a equipe conquistou a seta posição no concurso, entre 14 equipes participantes, apesar das dificuldades encontradas ao longo do período de preparação para o concurso, como por eemplo, a dificuldade para obtenção de patrocínio, equipamentos e materiais. Em 2011, a equipe UFBA almeja novos desafios, vindo a calhar com a participação em mais dois concursos: Concrebol e High Performance Color Concrete - HPCC. Concrebol: Este concurso tem como objetivo construir uma esfera (bola) de concreto simples, com dimensões pré-estabelecidas, que seja capaz de rolar em uma trajetória retilínea. Este concurso pretende testar a habilidade dos competidores no desenvolvimento de um método construtivo e produção de concreto com parâmetros de resistência determinados.

10 9 High Performance Color Concrete HPCC: Moldar um corpo-de-prova com concreto de alto desempenho colorido, com dimensões pré-estabelecidas que seja capaz de atingir altas resistências no ensaio à compressão aial. Este concurso pretende testar a habilidade dos competidores na produção de concreto resistente e colorido. Materiais A equipe de materiais estuda a influência dos agregados graúdos na tenacidade e distribuição de tensões no concreto. Está responsável por desenvolver um traço de concreto com maior módulo de elasticidade e que seja capaz de absorver parte da energia de impacto. Estrutura e Forma Estuda uma forma geométrica capaz de resistir melhor às cargas de impacto, além de desenvolver uma armadura capaz de suportar melhor aos esforços de tração sofridos pela viga. Tais estudos estruturais podem culminar numa estrutura eficiente, com menor massa e mais resistente. Após a definição da geometria da estrutura, de posse dos dados de massa específica e o módulo de elasticidade, serão feitas simulações através de software de elementos finitos, a fim de visualizar a atuação das tensões na estrutura. Ensaios métodos e procedimentos Estuda maneiras de ensaiar as vigas e os pilares em separado, considerando a hipótese de validade da superposição dos efeitos, além de analisar a forma mais eficaz de ensaiar a resistência do concreto ao impacto. A continuidade das atividades e a participação num evento desta natureza certamente propiciarão uma complementação à formação profissional desses estudantes, além da divulgação das empresas colaboradoras. O projeto se desenvolverá com a compilação dos dados disponíveis e a pesquisa bibliográfica para consolidar os conhecimentos adquiridos neste período. Para desenvolver os trabalhos práticos, os estudantes e os professores orientadores utilizarão os laboratórios, a equipe de técnicos e os equipamentos disponíveis nos

11 10 Departamentos de Ciência e Tecnologia dos Materiais (DCTM) e de Construção e Estruturas (DCE) da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia. 3 EQUIPE APO UFBA 2011 A equipe participante deste projeto é a seguinte: Antônio Sérgio Ramos de Silva Professor do Departamento de Ciência e Tecnologia dos Materiais (DCTM); Orientador Tatiana Bittencourt Dumêt Professora do Departamento de Construção e Estruturas (DCE); Orientadora Aline Freitas Junqueira - Aluna de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA; Ártano Silva dos Santos Aluno de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA; Ênio Silva Costa Aluno de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA; Flávia Magali Carneiro Pimenta - Aluna de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA; Leandro de Santana Souza - Aluno de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA; Luis Marinho Cavalcanti Aluno de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA; Uesley Antunes de Carvalho - Aluno de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA; Vânia Conceição da Silva Batista - Aluna de graduação do Curso de Engenharia Civil da UFBA

12 4 CRONOGRAMA DE AÇÕES 11 As etapas a serem cumpridas neste projeto estão listadas a seguir: Etapas Planejamento Prévio 2011 Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Revisão Bibliográfica Estudo da Geometria do APO Desenvolvimento de traços Dosangens eperimentais Divulgação do Projeto para captação de recursos Determinação da massa específica do concreto armado Escolha da geometria do APO Estudo e desenvolvimento da Armadura da viga Ensaios e escolha do traço Fardamentos e material de publicidade Moldagem de eemplares de APO, Concrebol e HPCC. Ensaios destrutivos de um APO, Concrebol e HPCC por eemplares. Produção de Relatório Final Apresentação do Projeto à comunidade acadêmica

13 5 RECURSOS NECESSÁRIOS 12 Os recursos necessários para a realização deste projeto são: O projeto será desenvolvido nas instalações da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia (EP-UFBA), como já citado anteriormente. Com o objetivo de viabilizar a participação da equipe da UFBA no Concurso APO 2011, viemos propor a esta empresa que integre este projeto como colaboradora, através de contribuição financeira. Sugerimos que a veiculação da imagem das empresas colaboradoras, em fardamentos e material de divulgação, seja através de imagem em tamanho proporcional à cota ofertada pela mesma. A tabela abaio epressa uma possibilidade de trabalho.

14 6 RESULTADOS ESPERADOS 13 Os trabalhos de pesquisa, realizados pelos estudantes, visam, de modo geral, segundo BAZZO & PEREIRA (1996), o seguinte: Permitir melhor fiação dos conhecimentos abordados nas aulas teóricas; Desenvolver a sensibilidade na avaliação dos parâmetros da engenharia; Contribuir para o desenvolvimento do estudante na aplicação dos princípios básicos teóricos para a solução de problemas; Familiarizar o estudante com o uso da instrumentação empregada na engenharia; Desenvolver o espírito crítico na interpretação e avaliação dos resultados eperimentais; Desenvolver a habilidade para a eecução de relatórios técnicos, bem como a apresentação de resultados através de gráficos, tabelas e equações; Ensinar a tirar conclusões a partir de resultados numéricos e eperimentais; Contribuir para desenvolver a capacidade criativa; Contribuir para a familiarização de manuais e normas técnicas de engenharia; Desenvolver o espírito de trabalho em grupo. Esses objetivos têm sido alcançados, pelos alunos que têm participado desses concursos, ao longo desses 14 anos de trabalho. Com a realização deste projeto em particular, além dos já citados anteriormente, os resultados esperados são: Aumentar o interesse dos alunos na busca pelos trabalhos de pesquisa; Permitir a troca de tecnologia com outras instituições, nacional e internacional; Adquirir conhecimentos técnicos sobre cimento, agregados, adições, aditivos, dosagem, produção de CED; Adquirir conhecimentos técnicos sobre dimensionamento e análise estrutural; Desenvolver a atividade de pesquisa com os estudantes; Organizar e promover seminário técnico sobre Concreto de Alto Desempenho. Elaboração e publicação de artigo científico contendo os resultados deste trabalho.

15 7 CONCLUSÕES 14 A realização deste projeto é de etrema importância, não só para o crescimento profissional dos alunos diretamente ligados a ele e para a instituição, como também para todo o corpo discente da Escola Politécnica, em especial os alunos do Curso de Engenharia Civil, como incentivo aos futuros pesquisadores. Além disso, a participação da nossa Instituição como representante do nosso estado em eventos nacionais e internacionais é um motivo de grande orgulho para todos nós.

16 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (2004). NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Procedimento. Rio de Janeiro, 2004; ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (2004). NBR Eecução de estruturas de concreto Procedimento. Rio de Janeiro, 2004; FUSCO, P. B. (1995) Técnica de armar as estruturas de concreto. São Paulo: PINI; HELENE, P. (2002). Manual para Reparo, Reforço e Proteção de struturas de Concreto. São Paulo: Pini; HELENE, P. & TERZIAN, P. (2001). Manual de Dosagem e Controle do Concreto. São Paulo: Pini; INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO IBRACON Acesso em 03 de outubro de 2005; LEONHARDT, F.; MONNING, E. (1977/78) - Construções de concreto. Rio de Janeiro, Interciência. v. 1 a 6; MACGREGOR, J. G. (1988) Reinforced concrete: mechanics and design. Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice-Hall; MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. (1994) Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: PINI; NEVILLE, A. M. (1982). Propriedades do Concreto. São Paulo: Pini; PETRUCCI, E. G. R. (1971). Concreto de Cimento Portland. Porto Alegre: Globo; PICOLLI, V. M. R. (19--). Concreto Armado. Salvador: UFBA; SOBRAL, H. S. (1970). Dosagem dos Concretos. São Paulo: Associação Brasileira de Cimento Portland; TARTUCE, R. (1999). Princípios Básicos sobre Concreto de Cimento Portland. São Paulo: Pini. 15 Salvador, 05 de março de Ártano Silva dos Santos GRADUANDO ENGENHARIA CIVIL - UFBA Profª Tatiana Bittencourt Dumêt PROFESSORA ORIENTADORA DCE - UFBA Prof. Antônio Sérgio R. da Silva PROFESSOR ORIENTADOR DCTM - UFBA