relatorio apo
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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
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SUMÁRIO
RESUMO ..............................................................................................................02 1. HISTÓRICO .........................................................................................................03
2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS EM 2010............................................... 07
3. EQUIPE PARTICIPANTE ....................................................................................09
4. CRONOGRAMA DE AÇÕES ...............................................................................11
5. RECURSOS NECESSÁRIOS ..............................................................................12
6. RESULTADOS ESPERADOS .............................................................................13
7. CONCLUSÕES ....................................................................................................14
REFERÊNCIAS ....................................................................................................15
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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.
3 1 Histórico O Concreto de Elevado Desempenho (CED) é um dos materiais com excelente
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, baixa
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 taxas de desperdícios durante a execução.
Por mais de um século, o concreto estrutural tem sido produzido para obtenção de
resistências à compressão aos 28 dias de idade, na faixa 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. Existem 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 2005.
A partir deste mesmo ano, a cidade de Salvador experimenta uma expansão 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, exigindo 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.
4No Brasil, o IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto (www.ibracon.org.br),
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
expressivo 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
excelente 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 execução 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
exemplo do modelo. Esse concurso é feito nos moldes do concurso internacional do
5ACI - American Concrete Institute (Instituto Americano do Concreto - www.aci-
int.org), 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 2005.
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
(http://www.concrete.org/students/2006EPDResults.pdf). Vale ressaltar que nesse
concurso participam equipes de diversos países. A Figura 2 ilustra a participação da
UFBA no concurso internacional.
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Figura 2 – Fotos da participação da UFBA no concurs o 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 flexão na
viga, é alterado, e surgem novas solicitações na peça. As peças então não falham
apenas por impacto e flexão, 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 excedeu 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.
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Figura 3 – Fotos da participação da UFBA no concurs o 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 concurs o 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
8satisfatórios nas próximas competições. Apesar das dificuldades e imprevistos
enfrentados pelos membros, foi possível adquirir uma gama de conhecimento e
experiência, 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 execução,
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 sexta
posição no concurso, entre 14 equipes participantes, apesar das dificuldades
encontradas ao longo do período de preparação para o concurso, como por exemplo, 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.
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 axial. 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
10Departamentos 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
114 CRONOGRAMA DE AÇÕES
As etapas a serem cumpridas neste projeto estão listadas a seguir:
Planejamento Prévio 2011 Etapas
Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Revisão Bibliográfica x x x
Estudo da Geometria do APO x x x
Desenvolvimento de traços x x x Dosangens experimentais x x Divulgação do Projeto para captação de recursos
x
Determinação da massa específica do concreto armado
x
Escolha da geometria do APO
x
Estudo e desenvolvimento da Armadura da viga x
Ensaios e escolha do traço x x Fardamentos e material de publicidade x x
Moldagem de exemplares de APO, Concrebol e HPCC. x x
Ensaios destrutivos de um APO, Concrebol e HPCC por exemplares.
x
Produção de Relatório Final x x
Apresentação do Projeto à comunidade acadêmica
x
125 RECURSOS NECESSÁRIOS
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 abaixo
expressa uma possibilidade de trabalho.
13 6 RESULTADOS ESPERADOS
Os trabalhos de pesquisa, realizados pelos estudantes, visam, de modo geral, segundo
BAZZO & PEREIRA (1996), o seguinte:
• Permitir melhor fixação 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
experimentais;
• Desenvolver a habilidade para a execução 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 experimentais;
• 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.
147 CONCLUSÕES
A realização deste projeto é de extrema 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.
15REFERÊNCIAS
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 14931 –
Execução 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 – http://www.ibracon.org.br/.
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 P ortland .
São Paulo: Pini.
Salvador, 05 de março de 2011.
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