Concreto Protendido: o aliado da arquitetura e da produtividade

Em viadutos construídos nas seis últimas décadas e nos quais há a existência de grandes vãos, com 50 ou 60 metros de largura, é possível notar os benefícios do concreto protendido. A protensão foi trazida por pesquisadores brasileiros imersos em tecnologias europeias e norte-americanas na década de 1950, com o objetivo de obter maiores vãos por meio da utilização de um sistema estrutural mais robusto.

Diferente do concreto armado, cuja característica é a criação de fissuras e, na medida em que o concreto se fissura ele transfere uma carga de tração da peça para o aço de concreto armado o concreto protendido pode ser classificado como um estágio superior, onde é introduzido um estado prévio de tensões na estrutura. Ou seja, é um concreto que trabalha a compressão, o que faz com que ele tenha maior capacidade de resistência aos esforços de tração, já que ele fica previamente comprimido antes de receber as cargas as quais vai ser submetido. Em suma, é um processo que aumenta a capacidade de resistência da peça de concreto.

Comparando-a ainda com o concreto armado, a finalidade da protensão é reagir contra uma ação natural da estrutura. E existem duas formas de alcançar esse resultado: fazendo o tensionamento dos cabos de aço antes da concretagem ou depois dela, o que se chama de pré-tensão e pós-tensão, respectivamente.

Na pré-tensão, ou pré-tração, sistema bastante utilizado nas estruturas pré-fabricadas, todo o processo é feito em uma pista instalada no galpão da fábrica. Eduardo Barros Millen, presidente da Abece (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural) e sócio-diretor do escritório Zamarion e Millen Consultores em entrevista para o Anuário Abcic de 2011, explica que nesse sistema é feito um alongamento dos cabos de protensão em uma pista usualmente de 100 metros de comprimento. Lá, esse cabo é puxado por um macaco hidráulico e depois o concreto é lançado em cima do cabo já tensionado. Quando o concreto endurece, são cortadas as extremidades do cabo e ele funciona como um elástico, só que ao invés de voltar para a posição inicial (como um elástico faria), o fato de ele estar envolvido por concreto acaba o comprimindo.

Já na pós-tensão ou pós-tração, bastante utilizada em pontes e viadutos, também é feito o tensionamento do concreto antes de ele receber as cargas para qual a peça foi projetada. “Só que colocamos o aço de protensão dentro da peça de concreto em um tubo, de maneira que o aço fique isolado do concreto”, adianta o engenheiro Eugenio Luiz Cauduro, da Cauduro Consultoria. Depois que tudo está na posição certa, são colocadas ancoragens nas extremidades do aço. Quando o concreto atinge a resistência desejada, é feito o tensionamento do aço com o uso de macacos hidráulicos nas extremidades. Esses equipamentos esticam o aço que está isolado dentro do concreto até a tensão desejada, quando o aço é solto e realiza uma força de compressão permanente sob o concreto.

O processo de pós-tração prossegue de duas formas diferentes, segundo Cauduro. A primeira é com a utilização de bainha metálica, geralmente de grande diâmetro, na qual cabem diversas cordoalhas. Depois de toda a operação de pós-tensão realizada, como explicado acima, é injetado uma mistura de água com cimento, por meio de uma bomba especial, dentro do tubo metálico. Essa pasta preenche os vazios que existem entre a bainha e as cordoalhas, concebendo uma operação denominada como pós-tração com aderência posteriormente desenvolvida.

Na segunda hipótese de pós-tração, em vez de ser utilizada uma bainha metálica, a própria cordoalha já vem de fábrica com a graxa e a capa, que protegem contra corrosão e fazem a vez da bainha . Como no caso anterior, nessa etapa é feito todo o processo de tensionamento do aço. Essa é a pós-tensão sem aderência, já que o aço nunca vai aderir ao concreto.

Vantagens

O concreto protendido permite a obtenção de grandes vãos por suportar uma carga duas vezes maior do que o concreto armado, mesmo considerando a utilização de viga da mesma altura e em uma mesma área de construção. Ou, em outra configuração, é possível dimensionar viga protendida com a metade da altura, o que resulta em leveza da estrutura.

Eduardo Millen, da Abece, avalia que a protensão só não vale muito a pena em vãos menores, ou em cargas pequenas, pois tem um custo relativamente maior do que o concreto armado. “Mas se a utilização é para vãos maiores, a economia e o rendimento justificam o investimento”, reitera.

A Ponte do Galeão, no Rio de Janeiro, foi a primeira obra em concreto protendido nas Américas. E, desde lá, a adoção da tecnologia não parou de crescer, de Norte a sul do País. “É bastante comum utilizarmos esse tipo de armação aqui no Brasil, já que hoje, na área de engenharia de estruturas, somos um dos países mais avançados”, afirma Millen. E motivos para a adoção em grande escala, segundo ele, não faltam nos mais diversos tipos de construções.

Atualmente, o concreto protendido é amplamente utilizado em edificações, barragens para segurar comportas, pontes e viadutos de todos os tipos, pistas de aeroportos, piscinas, estações de tratamento de esgoto, reservatórios de água, silos, tirantes para contenção provisória ou definitiva, pré-fabricados de concreto, estacas para fundações, postes para redes de energia elétrica, vigotas para laje, pré-lajes, mourões, vigas, telhas, pisos industriais, entre diversas outras possibilidades.