No ramo da construção civil, a fabricação de estruturas metálicas como vigas, pilares e outros elementos estruturais é feita, tradicionalmente, com aço carbono, cujo custo imediato é menor se comparado a outros materiais. No entanto, por ser bem mais resistente à corrosão e exigir menos gastos com manutenção, o aço inoxidável pode se transformar em uma interessante alternativa, do ponto de vista econômico, para ser usado em projetos deste e de outros setores.
A aplicação do aço inoxidável em peças estruturais é uma das principais linhas de trabalho de uma equipe de pesquisadores do Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PGECIV) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj). Pioneiro desses estudos no Brasil, o grupo atua no Laboratório de Engenharia Civil (LEC) da Faculdade de Engenharia da Uerj e conta com o apoio da FAPERJ, desde 2006, por meio dos editais Jovem Cientista do Nosso Estado e Cientista do Nosso Estado, além de outros de infraestrutura e equipamentos.
Os pesquisadores fizeram um levantamento dos possíveis nichos onde o aço inoxidável pode ser empregado para confecção de elementos estruturais. Na construção civil, o insumo pode ser usado em armaduras para concreto, vigas, colunas estaiadas, sistemas treliçados e estruturas tubulares, entre outros. Na indústria offshore, pode ser empregado na produção de painéis enrijecidos usados em plataformas de petróleo. Já no setor elétrico, pode ser aplicado na fabricação de torres de transmissão e de componentes de subestações.
“Fizemos uma avaliação para verificar a partir de quanto tempo a substituição do aço carbono pelo inoxidável seria mais vantajosa em uma subestação de energia. Muitas vezes é necessário interromper o funcionamento de uma subestação para fazer manutenção e isso tem um custo. Levando tudo isso em consideração, verificamos que aos 14 anos de uso, os custos começam a ser competitivos e, a partir dos 18 anos, o aço inoxidável já teria uma maior rentabilidade”, explica o professor Luciano Lima, coordenador do grupo.
De acordo com o pesquisador do PGECIV/Uerj, a propriedade que mais distingue o aço inoxidável é sua resistência à corrosão, o que se deve à camada protetora aderente de óxido de cromo formada naturalmente na sua superfície na presença de oxigênio. “Por conta disso, o uso do material em peças estruturais é recomendável em regiões costeiras, como o Rio de Janeiro, devido à agressividade do meio ambiente”, explica Lima, contemplado em três editais do programa Cientista do Nosso Estado da FAPERJ e que, nos últimos cinco anos, publicou três livros sobre as aplicações de estruturas metálicas e mistas na construção civil.
No exterior, há alguns exemplos bem sucedidos do uso desse material em projetos de engenharia civil. Como em uma ponte em Zurique, na Suíça, onde ele foi utilizado nas armaduras das vigas longitudinais e no pilar central, a um custo adicional de apenas 0,5% do total. Foi usado também em toda a estação Oculus do Metrô de Nova Iorque, um projeto do arquiteto espanhol Santiago Calatrava, próximo à nova torre do World Trade Center, e na Helix Bridge, passarela que é um dos cartões postais de Singapura.
Outro exemplo interessante, até por servir como comparação, foi o uso do aço inoxidável e níquel na fabricação da armadura de concreto do Pier Progresso, construído em 1941, no terminal portuário da Península de Yucatán, no México. Quase três décadas depois, em 1969, foi feito um novo píer, ao lado, este para uso exclusivo de pedestres, com estrutura em aço carbono. Em 1990, 21 anos depois, a segunda estrutura estava totalmente colapsada, enquanto a mais antiga, feita em aço inox, resistia.
No Brasil, a utilização do aço inox em elementos estruturais ainda é incipiente. Basicamente, em corrimãos e em equipamentos de ginástica e alongamento localizados em praças e parques. O material foi utilizado em dois estádios de futebol: o Allianz Parque, em São Paulo, e no Castelão, em Fortaleza. Mas, apenas, nas fachadas dessas arenas. Tradicionalmente, o material é utilizado amplamente na produção de talheres e cubas de pias e, também, em cozinhas industriais.
Os pesquisadores do PGECIV/Uerj fizeram uma avaliação do percentual da probabilidade de falha que uma torre de transmissão de energia pode ter com o passar do tempo, devido a problemas de corrosão. Segundo o estudo, uma torre feita em aço carbono teria 30% de probabilidade de atingir o colapso após 10 anos de uso. Esse percentual salta para 70%, em 20 anos, e chega a 100%, após 30 anos. Pela projeção traçada pelo estudo, em uma torre construída em aço inoxidável, o percentual seria de 5%, em 20 anos, e de apenas 10%, após três décadas de uso.
“As ligações aparafusadas são utilizadas em diversas aplicações, incluindo pontes, edifícios e plataformas offshore. Torna-se crucial para a longevidade dessas estruturas, a utilização do aço inoxidável, devido, principalmente, à sua elevada resistência à corrosão fornecendo soluções duráveis e sustentáveis, demanda esta premente, atualmente, na engenharia estrutural”, explica o professor André Tenchini da Silva, apoiado pelo programa Jovem Cientista do Nosso Estado da FAPERJ.
Os estudos realizados pelo grupo seguem na busca por novos materiais, novas aplicações para aqueles já conhecidos e por materiais mais sustentáveis, devido à escassez dos recursos naturais. Essa é uma das principais demandas do momento e reforça a utilidade do aço inoxidável, que é 100% reciclável.
“A construção civil está diretamente ligada aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU, por movimentar grande parte da economia global e pelo impacto ambiental que pode gerar. A combinação de estruturas tubulares com os aços inoxidáveis colabora com a inovação e a sustentabilidade, porque o emprego de materiais com melhor resistência à corrosão e durabilidade, baixo custo de manutenção e possibilidade de reciclagem, deve aparecer como solução na engenharia estrutural”, explica a professora Monique Cordeiro Rodrigues, também Jovem Cientista do Nosso Estado e integrante da equipe.
Os pesquisadores estão participando de um Grupo de Trabalho, que visa à criação da Norma Brasileira de Dimensionamento de Estruturas em Aços Inoxidáveis, que fornecerá parâmetros aos projetistas e é fundamental para ampliar a utilização do material em projetos de diferentes setores. As reuniões do GT, que reúne representantes da indústria do aço, da academia e da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), foram iniciadas no segundo semestre de 2023 e a expectativa é que o documento seja aprovado em três ou quatro anos.
Fonte: FARRPEJ
