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Concretos duráveis: saiba quando vale a pena usar

Material foi tema de recente seminário da ABCP. Sua principal característica é a adaptação ao meio ambiente e o risco menor de patologias

Por: Altair Santos

Concretos projetados para durar acima de cem anos são definidos como “concretos duráveis”. O material tem um processo de produção mais rigoroso, seguindo controles mais rígidos, e conta com aditivos que incrementam as características relevantes do material, influenciando a durabilidade e as características do cimento Portland. Na prática, adapta o concreto à realidade do meio ambiente e ao clima local, minimizando o risco de patologias e de influências externas, como chuva, insolação e raios UV.

Obviamente mais caro, há quem defenda o uso de “concretos duráveis” apenas para obras de grande porte e que precisam de alta produtividade no canteiro de obras. Um dos principais especialistas brasileiros sobre concretos duráveis, o professor Oswaldo Cascudo, da UFG (Universidade Federal de Goiás), recentemente palestrou em seminário promovido pela ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland). Confira na entrevista o conhecimento do especialista sobre concretos duráveis:

Por que os concretos duráveis são o novo desafio da engenharia?
Porque a durabilidade é um dos quatro pilares fundamentais em termos de requisitos para os sistemas estruturais em concreto. Espera-se de uma estrutura de concreto que ela apresente segurança e estabilidade, rigidez e deformabilidade controlada, durabilidade e sustentabilidade. As obras em engenharia no Brasil têm um histórico de baixa durabilidade, com a incidência prematura e acentuada de manifestações patológicas, em alguns casos provocando acidentes estruturais. Quem paga essa conta é sempre o usuário final, o que é injusto. Esse quadro vem mudando desde a edição da última grande revisão da principal norma de concreto brasileira, a NBR 6118 - Projeto de Estruturas de Concreto, em 2003, que introduziu um capítulo exclusivo sobre durabilidade do concreto. Atualmente, com a edição da nova norma de desempenho das edificações (NBR 15575:2013), há uma prescrição tácita para que um tempo mínimo de vida útil seja aplicado a uma estrutura de concreto, a ser estabelecido em projeto, a chamada vida útil de projeto (VUP), que deverá ser igual a 50, 63 ou 75 anos, respectivamente para um nível de desempenho mínimo, intermediário ou superior. Em outras palavras, desde 2013 existe uma exigência normativa que torna compulsória dotar as estruturas de durabilidade, por fazer valer uma VUP mínima no projeto. Isto representa uma revolução na forma de conceber, projetar, formular o concreto, construir e usar a estrutura. É puro respeito ao usuário, é defesa do consumidor.

A diferença entre concretos duráveis e convencionais está apenas nos aditivos ou o tipo de cimento e os agregados também influenciam nesta diferenciação?
A especificação de um concreto durável passa por toda a essência da tecnologia do concreto, que buscará a melhor formulação de acordo com a agressividade ambiental. O concreto durável aplicável a uma estrutura é aquele suficiente para alcançar a vida útil estabelecida em projeto, o que significa considerar aspectos da agressividade do ambiente, ao mesmo tempo em que deverá ser economicamente viável e competitivo. Também é indissociável sua especificação ocorrer em bases cada vez mais sustentáveis, dentro de um contexto de responsabilidade socioambiental. Nesse cenário, fazem parte do concreto durável os cimentos Portland e agregados em conformidade com suas normas de especificação, com os devidos ajustes dos tipos, principalmente dos cimentos, em função das características do ambiente. Também se incluem os aditivos, em especial os plastificantes e os superplastificantes ou aditivos de alta capacidade de redução de água, de terceira geração, além das adições minerais, especificamente as superpozolanas (adições de alta finura e de alta atividade pozolânica), que propiciam microestruturas de concreto muito fechadas, através das quais o transporte de massa de agentes agressivos é muito restrito ou inexistente. O resultado é uma altíssima durabilidade.

Em quais obras os concretos duráveis são mais recomendáveis ou requisitados?
É preciso salientar que não existe um único concreto durável. Existem muitos concretos duráveis, com as características e formulações do concreto ajustadas em função da agressividade ambiental e da expectativa de vida útil. O conceito de durabilidade evoluiu muito nos últimos anos. Passou de mera constatação daquilo que vence o tempo para algo que mantém seus aspectos funcionais e propriedades fundamentais ao longo do tempo. Deixou de ser um conceito qualitativo, algo que se conquista ao acaso ou por métodos empíricos, para algo palpável e mensurável, por meio da inserção do conceito de vida útil. A durabilidade pode ser inserida no projeto, por meio do conceito de vida útil de projeto, que sinaliza uma expectativa de durabilidade, a ser conquistada com a boa execução, com a definição correta e conforme os materiais e componentes de construção, e com um adequado uso e operação, que contemple as ações de manutenção preventiva e, quando necessária, corretiva. A durabilidade, portanto, deixou de ter um significado abstrato, evoluindo para algo real, fruto de ações absolutamente sistêmicas. No campo das estruturas de concreto, a compreensão científica dos materiais e o aprofundamento nos mecanismos físico-químicos e eletroquímicos dos fenômenos patológicos, e de degradação e envelhecimento estrutural, propiciaram um avanço extraordinário, que mudou a abordagem de durabilidade. Inicialmente calcada em avaliações sintomatológicas de fenômenos, caminha agora para uma abordagem baseada no desempenho. Esta nova abordagem permite, com boa margem de segurança, por meio dos parâmetros de desempenho e dos modelos de previsão de vida útil, conceber uma estrutura de concreto para vencer certa durabilidade.

As influências do clima - lugares mais quentes ou frios - podem ser determinantes para a opção pelos concretos duráveis?
Sim, nem tanto por ser mais frio ou mais quente, mas principalmente por ser mais agressivo ou menos agressivo. A base conceitual para a concepção de estruturas de concreto duráveis passa por uma adequada classificação do ambiente quanto à sua agressividade. No Brasil, a NBR 6118 estabelece 4 classes de agressividade ambiental (CAA), sendo as mais agressivas as atmosferas urbano-industriais e marinhas (CAA III) e as atmosferas quimicamente agressivas ou zonas de respingo de maré (CAA IV). Para se ter uma ideia do grau de detalhamento diferente, a norma europeia possui atualmente 18 classes de exposição agrupadas em 6 famílias.

Em termos de ciclo de vida útil, uma estrutura em concreto durável resiste quanto tempo mais que uma em concreto convencional?
O conceito contemporâneo de concepção estrutural baseada no desempenho prevê que todas as estruturas tenham durabilidade, algumas mais e outras menos. Pela normalização brasileira atual, a vida útil de projeto mínima prevê 50 anos para que uma estrutura, desde que executadas as operações programadas de manutenção preventiva, apresente-se com suas funções e propriedades acima de um limite mínimo aceitável. Evidentemente que o tipo de concreto a ser especificado para essa vida útil pode ser mais simples se a agressividade do ambiente for menor. Caso a agressividade seja mais intensa, o concreto terá que ser mais elaborado e, claro, será mais caro. Obras especiais como pontes, viadutos e grandes estruturas, independentemente da agressividade ambiental, podem já partir de uma vida útil de projeto elevada. Nesses casos e, notadamente se a agressividade ambiental for alta, serão necessários concretos especiais, tais como os concretos de alto desempenho (CAD) ou, em situações muito particulares, os concretos de ultra-alto desempenho. Esses concretos especiais normalmente estão atrelados a VUPs superiores a 100 anos ou 120 anos, ao passo que os concretos convencionais se propõem a atender a VUPs de 50 anos (no máximo de 63 anos).

No Brasil, como está o uso do concreto durável?
No Brasil ainda é incipiente o emprego desses concretos especiais, principalmente os concretos de ultra-alto desempenho. Mais que isso, ainda é embrionária a abordagem estrutural, em termos de concepção, projeto e especificação do concreto, tendo como base o desempenho e a durabilidade. Com a exigência da nova norma de desempenho das edificações, esse status deve paulatinamente ir mudando, pela incorporação na dosagem dos concretos dos chamados “indicadores de durabilidade”. Estes indicadores são parâmetros de desempenho mensuráveis, com métodos de ensaio existentes e que avaliam propriedades do concreto, intimamente relacionadas aos mecanismos que levam à degradação. A saber: absorção de água, índice de vazios, coeficientes de permeabilidade à água e ao gás, coeficiente de difusão de cloretos, coeficiente de carbonatação, resistividade elétrica etc. Ao se especificar o concreto com base nesses indicadores e controlá-los durante a produção da estrutura, a garantia de durabilidade é muito maior. Uma abordagem que teremos no futuro, que representa o ápice da contemporaneidade, é aquela em que se utilizam os modelos preditivos de vida útil (determinísticos ou probabilísticos), como já se pratica na normalização europeia.

Como é o histórico do concreto durável no país, e quando ele foi usado pela primeira vez?
Não há esse levantamento no Brasil. O que sabemos é que existem muitos concretos duráveis aplicados no país, porém sem ter havido um estudo criterioso de formulação do concreto e de concepção estrutural que levasse em conta a projeção futura de durabilidade (abordagem de desempenho). Uma obra emblemática em estrutura de concreto no Brasil - empregado com fck superior a 100 Mpa - é o edifício e-Tower em São Paulo. Seu fck é igual a 115 MPa, sendo que resultados de controle tecnológico aos 63 dias atingiram um valor de 156 MPa.

E fora do Brasil, como é a aplicabilidade?
No exterior, o emprego de concretos duráveis é mais ordenado, seguindo a lógica da concepção estrutural baseada no desempenho, notadamente nos países mais desenvolvidos da Europa. São referências de obra no mundo em que se têm estruturas com concretos duráveis a Ponte Vasco da Gama (sobre o Rio Tejo), em Lisboa; o Viaduto Millau, no interior da França; a Ponte da Confederação, na Ilha do Príncipe Eduardo, no Canadá; e a Ponte Rion-Antirion, na Grécia.

Em termos de custo da obra, o concreto durável encarece ou não influencia no orçamento?
O concreto especial concebido para elevada durabilidade vai, certamente, ser mais caro. Ele se utilizará dos aditivos mais eficientes do mercado. Também, muito provavelmente, incorporará adições minerais de alta performance, como o metacaulim de alta reatividade, a sílica ativa ou a nanossílica (todos insumos de custo relativamente elevado). Contudo, este acréscimo no custo do concreto é desprezível em comparação aos eventuais custos de manutenção corretiva, nos casos de falta de durabilidade e de descumprimento da vida útil de projeto.

Uma estrutura com concreto durável atinge quanto de resistência (fck e MPa) em relação ao convencional?
Concretos de ultra-alto desempenho podem ter resistências superiores a 200 MPa. Porém, os fck mais comuns dessas obras tidas como muito especiais são da ordem de 80 a 120 MPa. Os fck de estruturas convencionais mais praticados em projetos no Brasil são da ordem de 25 a 40 MPa.

Com o concreto durável usa-se menos concreto para uma determinada estrutura do que se fosse usar convencional?
Sim, de fato a resposta é afirmativa se considerarmos o mesmo carregamento incidente na comparação. Isso ocorre porque nos concretos de alta durabilidade normalmente sua resistência mecânica aumenta. Com maior resistência intrínseca do concreto, as seções dos elementos estruturais são diminuídas, bem como o volume e a densidade de elementos constituintes do conjunto estrutural global.

Entrevistado
Engenheiro civil Oswaldo Cascudo, professor-doutor da escola de engenharia civil e ambiental da Universidade Federal de Goiás (UFG)
Contato: oscascudo@gmail.com

Créditos Fotos: Divulgação/ABCP

Jornalista responsável: Altair Santos MTB 2330

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