A demanda por concreto no mundo chega a 33 bilhões de toneladas por ano, produção responsável por até 8% da emissão de CO2 para a atmosfera e pelo gasto de 2,7 bilhões de toneladas de água. Alternativas sustentáveis para esse e outros desafios de infraestrutura foram discutidas na terça-feira (18/11), último dia da FAPESP Week California em Berkeley, nos Estados Unidos, com a participação de pesquisadores de São Paulo e da University of California.
Para Paulo Jose Melaragno Monteiro, professor de Engenharia Civil e Ambiental da UCB e egresso da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP), o futuro das edificações está na nanotecnologia.
“O cimento portland, o mais utilizado pela construção civil, teve uma evolução que durou 190 anos. Para avançarmos nessa área, diante de todos os seus desafios, não é possível esperar tanto tempo, e a nanotecnologia nos tem possibilitado trabalhar com mais agilidade na busca por materiais alternativos”, disse Monteiro à Agência FAPESP.
De acordo com o professor, a urgência de inovações na área se deve não só aos impactos ambientais que o aumento da demanda por concreto irá provocar, mas também à deterioração do material. “Nossa infraestrutura civil está envelhecendo, a infraestrutura de concreto armado existente está se deteriorando a um ritmo acelerado. A ação de fenômenos naturais, como geadas, as corrosões, os ataques de sulfato, entre outros fatores, têm reduzido a durabilidade de estradas, pontes, barragens, edifícios”, alertou.
Em sua participação na FAPESP Week California, o pesquisador apresentou alguns de seus trabalhos na UCB, como o desenvolvimento de equipamentos utilizando radiação síncrotron para caracterizar nano e microestruturas da pasta de cimento e concreto expostas a ambientes agressivos.
“Para que possamos alterar e melhorar a tecnologia existente, é preciso avançar na compreensão da nanoestrutura dos produtos e das reações de deterioração complexas. Esse conhecimento pode ser usado para produzir estruturas mais duráveis de concreto armado”, destacou.
O desempenho de processos relacionados à infraestrutura também foi abordado por Julio Romano Meneghini, do Departamento de Engenharia Mecânica da Poli/USP, que falou sobre as atividades do Núcleo de Dinâmica e Fluidos (NDF) da instituição, em especial sobre as pesquisas com vórtices e suas aplicações nas Engenharias Civil, Mecânica, Aeronáutica e Naval.
“Vórtices ocorrem em diversos contextos e afetam desde elementos cilíndricos da estrutura de uma plataforma para exploração de gás natural ou petróleo, sujeitos a correntes e ondas, às asas e superfícies aerodinâmicas de aviões. Por isso, é fundamental o conhecimento sobre seus comportamentos”, explicou Meneghini.
Entre os trabalhos desenvolvidos pelo NDF em geração e desprendimento de vórtices apresentados por Meneghini estiveram pesquisas sobre simulação numérica do escoamento em máquinas hidráulicas e equipamentos hidromecânicos e inovações em Engenharia Aeronáutica, a maioria realizada com o apoio da FAPESP.
Meneghini falou ainda sobre projeto de pesquisa realizado no âmbito do Programa FAPESP de Apoio à Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE) para desenvolver soluções aprimoradas para o ruído externo de aeronaves, adequando-as às novas exigências da aviação civil internacional.
“O projeto surgiu da necessidade de a Embraer atender a essas demandas relacionadas aos ruídos das aeronaves, e nossos trabalhos envolveram aeroacústica computacional, modelos analíticos e empíricos e ensaios em voo e em túnel”, contou.
O pesquisador agora participa do Centro de Pesquisa para Inovação em Gás criado pela FAPESP em parceria com a BG Brasil, que integra a multinacional britânica de petróleo e gás BG Group, colaborando em pesquisas sobre produção e consumo de energia limpa.
“O trabalho envolve investigações para o aprimoramento das técnicas de engenharia para a produção de gás natural, transporte marítimo e consumo de energia limpa para a redução da emissão de gases de efeito estufa, entre outros objetivos.”
Para Paulo Monteiro, da UCB, o Centro de Pesquisa para Inovação em Gás e outras iniciativas nacionais apresentadas no simpósio podem ser canais de interação entre os pesquisadores brasileiros e norte-americanos. “São questões que interessam a todo o planeta e o Brasil tem desempenhado um importante papel na busca por soluções sustentáveis de infraestrutura. Vamos construir pontes entre nossas pesquisas.”
Elementos finitos
Philippe Remy Bernard Devloo, da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC), apresentou os resultados de colaboração casual entre a UCB e a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) , que resultou no desenvolvimento de uma biblioteca de elementos finitos que permite aos usuários executar simulações numéricas aplicáveis a diversas áreas de infraestrutura, a NeoPZ.
“A UCB é considerada o berço dos elementos finitos, termo cunhado por pesquisadores da instituição em 1956”, lembrou Devloo, que trabalha em colaboração com a Embraer na área de desenvolvimento de software para simulação numérica de mecânica dos fluidos e com a Petrobras em simulação numérica de fraturamento hidráulico.
O método dos elementos finitos é uma ferramenta computacional para executar cálculos que, na prática, seriam de difícil execução ou mesmo impossíveis.
“A NeoPZ é formada por componentes quase independentes que podem ser usados por qualquer projeto de software de elementos finitos: álgebra linear, mapas geométricos, definição de formas bilineares. Nossa intenção é fazer com que essa facilidade seja acessível à comunidade científica e auxiliar na transferência de tecnologia de elementos finitos para a indústria por meio do desenvolvimento de simulações altamente especializadas.”
A biblioteca pode ser acessada gratuitamente a partir do site do LabMeC, laboratório do Departamento de Estruturas da FEC/Unicamp, em www.labmec.org.br.
Após as atividades em Berkeley, nos dias 17 e 18 de novembro, a FAPESP Week California continuou em Davis, nos dias 20 e 21. A programação completa pode ser acessada em www.fapesp.br/week2014/california.
FONTE: FAPESP
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