Na década de 1970, a cidade de São Paulo passou por diversas tragédias ocasionadas por incêndios, como nos edifícios Andraus (1972) e Joelma (1974), que deixaram inúmeras vítimas e um legado de falha na integridade de estruturas urbanas. As tragédias expuseram diversos problemas de rotas de fuga, materiais combustíveis, acesso para combate e proteção da própria estrutura.
Desde então, novas regulamentações e decretos surgiram ao longo dos anos, estabelecendo novas exigências de segurança. Entre elas: segurança estrutural contra incêndio, compartimentação, controle de materiais, saídas de emergência, controle de fumaça, detecção e alarme, iluminação de emergência, hidrantes e gerenciamento de risco.
O fogo, entretanto, não ameaça apenas diretamente as pessoas. As altas temperaturas podem comprometer a própria integridade das estruturas de concreto e aço. Pensando nisso, Alio Ernesto Kimura, Gabriela Bandeira de Melo Lins de Albuquerque, Johnny Aparecido Fontana Bruno e Valdir Pignatta e Silva desenvolveram um software para calcular o tempo de resistência ao fogo de vigas de concreto armado, mais conhecido como TRFVIG, Tempo de Resistência ao Fogo de Vigas de Concreto Armado.
Limitações na legislação
Gabriela conta que, apesar das novas legislações, a engenharia de segurança contra incêndios é recente no País e ferramentas necessárias para aplicação de métodos de cálculos avançados não são amplamente difundidas. “Só houve um impulso em estudos relacionados a esse tema e um despertar para necessidade de dotar os países com regulamentação adequada para construção de edifícios que resistissem adequadamente a eventos dessa natureza, após incidentes que geraram grandes perdas e comoção na sociedade.”
“Existem métodos de precaução, exigidos pela legislação brasileira, que abrangem principalmente estruturas de grande porte. Porém, muitos profissionais ainda não estão familiarizados com a inclusão de exigências relacionadas ao fogo na etapa de projeto da estrutura”, ressalta. Além disso, as soluções de métodos convencionais, mais simples de serem aplicados, podem ser insuficientes para atender às exigências relacionadas à resistência ao fogo. “Portanto, é habitual delegar o projeto de incêndio a especialistas nessa área.”
Diferenciais e funcionamento da calculadora
Enquanto o método convencional tabular oferece poucas possibilidades de dimensionamento, a nova calculadora permite analisar mais de 2.300 configurações diferentes de vigas. “Havia uma demanda para que se criasse uma ferramenta alternativa, que fosse igualmente fácil de aplicar na prática de projetos, no dia a dia, assim como o tabular, mas que envolvesse uma quantidade maior de soluções.”
O método tabular da norma brasileira foi elaborado de forma empírica, com base em hipóteses mais conservadoras e aproximadas. Esse método tem por referência limitar a temperatura nas armaduras a 500 graus Celsius, que é considerado uma temperatura crítica para o aço, porém é uma aproximação no valor. “Em contrapartida, na tecnologia desenvolvida, as vigas foram analisadas térmica e estruturalmente, por meio de um programa de computador específico da área de incêndio”, pontua a pesquisadora.
“Portanto, ao contrário do método tabular, não há uma limitação nas temperaturas. É uma hipótese de cálculo mais próxima à realidade. Dessa forma, a calculadora pode eventualmente conduzir a resultados mais econômicos do que aqueles provenientes do antigo sistema.” Ademais, para otimizar os resultados, especialistas realizaram previamente milhares de análises computacionais e organizaram os resultados em um banco de dados.
Graças ao banco de dados, é exigido um esforço computacional mínimo, pois as análises que precisam de maior exigência já foram realizadas previamente. No funcionamento, o engenheiro insere as características da viga, que se referem às dimensões da seção transversal, ao arranjo das armaduras e uma relação entre momentos fletores e a calculadora, então, utiliza das informações disponíveis para calcular o tempo de resistência ao fogo e apresentar o resultado ao usuário.
“O uso da calculadora é bastante intuitivo, com todas as informações reunidas em uma única janela, que é dividida em dois painéis.” Assim que a calculadora é carregada, o painel direito exibe informações gerais sobre o método de cálculo adotado e aviso sobre o seu campo de aplicação. Já o painel esquerdo é sempre dedicado à definição dos dados de entrada.
Público-alvo e acessibilidade pioneira
Mais recentemente, em 2013, ocorreu o incêndio na Boate Kiss, no Rio Grande do Sul, considerada a segunda maior tragédia no Brasil, matando 242 pessoas. A Lei Kiss, surgida do incidente, exige que tópicos de segurança contra incêndios sejam ministrados nos cursos de engenharia e arquitetura. Por isso, a ferramenta é de grande utilidade para engenheiros e arquitetos que atuam tanto em escritórios de projeto estrutural, quanto na área acadêmica.
“A acessibilidade do programa é considerada inédita na área, já que representa uma ferramenta computacional de alternativa gratuita, viável aos calculistas. Não existem programas de computador similares, nem no Brasil, nem no âmbito internacional, que sejam voltados a definir o tempo de resistência ao fogo com tamanha praticidade”, comenta.
Futuro da tecnologia
Gabriela afirma que os resultados obtidos pelo programa foram comparados com métodos simplificados previstos nas normas brasileira e europeia e apresentaram valores muito semelhantes. “A proximidade entre os resultados permitiu validar o método desenvolvido, indicando que a ferramenta pode ser utilizada em futuros projetos estruturais.”
“Eu acredito que essa tecnologia poderá futuramente embasar novos trabalhos, facilitando o aproveitamento de soluções decorrentes de pesquisas acadêmicas na execução de projetos. Programas de computador específicos para dimensionamento prático em incêndio ainda não são usuais no Brasil e no exterior e, sendo assim, a calculadora pode representar uma inovação que contribui para avanços na tecnologia computacional dessa área”, finaliza a pesquisadora.
Após a realização de inúmeros testes de funcionamento comprovando sua eficácia, a calculadora encontra-se concluída. O software é fruto de uma pesquisa científica de pós-doutorado e é disponibilizado gratuitamente conforme solicitação.
Matéria: Andrey Furmankiewicz | Jornal de USP
