Que contributos trouxeram a indústria aeronáutica e espacial para a engenharia civil?
Os materiais compósitos já são utilizados desde as décadas de 1940/50 no sector da aeronáutica (mais tarde na indústria espacial) e da construção naval e desde a década de 1970 na indústria automóvel. De facto, as indústrias naval e aeronáutica/aeroespacial podem ser consideradas as indústrias pioneiras na aplicação de materiais compósitos e têm sido as grandes impulsionadoras do seu desenvolvimento.
Devido aos problemas de durabilidade dos materiais tradicionais e à exigência de velocidades de construção crescentes e soluções mais leves, a partir do final da década de 1980, começou a haver um interesse crescente da indústria da construção por estes novos materiais.
De certa forma, a indústria da construção beneficiou de alguma transferência tecnológica das indústrias pioneiras anteriormente referidas. No entanto, as geometrias das peças, os tipos de fibras de reforço e resinas e a tecnologia de ligações utilizadas no sector da construção são muito diferentes, bem como as solicitações mecânicas, as condições ambientais e os períodos de vida útil.
Neste contexto, a transferência tecnológica não tem permitido resolver todos os problemas e desafios associados à introdução dos materiais compósitos em aplicações da engenharia civil, pelo que tem sido (e continuará a ser) necessário um esforço muito significativo de investigação.
O que caracteriza um perfil pultrudido?
Os perfis pultrudidos de GFRP incluem-se num grupo de materiais chamados compósitos ou FRP (do inglês, Fibre Reinforced Polymer), que são basicamente constituídos por uma resina (em geral, poliéster, viniléster ou epóxi) e fibras de reforço (em geral, vidro, carbono ou aramida).
Os perfis de GFRP constituem um tipo específico de materiais compósitos que apresentam fibras de vidro como fibras de reforço. Os perfis de GFRP são produzidos em diversas formas, desde perfis semelhantes aos da construção metálica (que podem ser utilizados como vigas e pilares) até painéis celulares (que podem ser utilizados como lajes).
Como vantagens, os perfis de GFRP apresentam a elevada resistência mecânica, a leveza, boas propriedades de isolamento térmico e electromagnético, durabilidade em ambientes quimicamente agressivos e reduzidas exigências de manutenção.
Como desvantagens, os perfis de GFRP apresentam o comportamento frágil, a reduzida rigidez (por comparação com o aço), a ausência de regulamentação específica e os custos que, com excepção de alguns nichos de mercado, ainda são relativamente elevados, sobretudo quando na generalidade das situações as decisões são tomadas tendo apenas em consideração os custos iniciais e não os custos de ciclo de vida das construções.
Qual a influência dos custos de reparação que acarretam os materiais tradicionais na procura de novos materiais?
Um dos factores que tem impulsionado a introdução de materiais compósitos em aplicações na área da engenharia civil foi precisamente o agravamento dos custos de reparação de estruturas constituídas por materiais tradicionais (aço e betão armado).
A título de exemplo, nos Estados Unidos da América, estima-se que 42% das cerca de 575,000 pontes da rede de auto-estradas necessitem de reparação, sobretudo devido a problemas de corrosão em tabuleiros de betão armado.
Neste contexto, a utilização de novos materiais constitui uma grande mais valia, tendo em consideração a sua durabilidade a longo prazo (“não corroem”) e as reduzidas exigências de manutenção.
Que sinergias se criaram da junção da arquitectura com a engenharia civil numa licenciatura?
No IST não houve nenhuma junção entre as licenciaturas em Engenharia Civil e Arquitectura. Foi apenas criada uma nova licenciatura em Arquitectura, não tendo havido qualquer alteração à licenciatura em Engenharia Civil já existente.
De acordo com as informações veiculadas na altura, o objectivo da criação desta nova licenciatura foi fornecer aos alunos de arquitectura, a par da formação artística, uma componente de formação técnica mais forte, por comparação com a licenciatura da Faculdade de Arquitectura da UTL.
Não disponho, contudo, de quaisquer elementos que me permitam fazer uma avaliação dos resultados obtidos.
Dos tijolos com palha da Babilónia aos GFRP o que se ganhou em resistência?
Os tijolos com palha utilizados na Mesopotâmia (há registos dessa utilização em 5000 A.C.) foram, de facto, os primeiros materiais compósitos utilizados pelo Homem nas suas construções. Nestas aplicações, a palha funcionava como fibra de reforço dos tijolos, reduzindo a fendilhação durante o processo de secagem.
Os materiais compósitos modernos surgem com o desenvolvimento da indústria dos plásticos, durante o Século XX. A partir desta altura, tornou-se possível incorporar fibras de vidro, carbono e aramida em matrizes poliméricas, em formas estruturais muito diferentes e “cozinhando” os ingredientes de forma a se obterem desempenhos mecânicos extremamente elevados.
Biografia
Assistente da Secção de Construção do Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura do IST, tem vindo a desenvolver actividade de docência (na área da construção), investigação (na área dos novos materiais) e consultadoria (peritagens estruturais e construtivas, estudos especiais e ensaios de carga em estruturas).
Em termos de investigação tem-se dedicado essencialmente ao estudo de materiais plásticos reforçados com fibras, em particular de perfis pultrudidos de fibra de vidro (perfis de GFRP) para utilizações estruturais na área da engenharia civil.
Em 2007, ganhou um prémio no âmbito do estudo de novos materiais que possam substituir o aço e o betão na construção.
O prémio, denominado "Outstanding Young Engineers Contributions" foi atribuído pela International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE) na categoria de jovens engenheiros com menos de 35 anos, em Weimar, na Alemanha.
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