Quanto tempo uma viga aguenta o fogo? A USP criou uma calculadora gratuita

O incêndio começa antes de a estrutura ceder

Quando um incêndio toma um edifício, existe uma contagem regressiva dentro da estrutura. O calor altera o comportamento do concreto e do aço que sustentam as vigas. Para quem projeta, a pergunta decisiva é concreta: por quanto tempo aquela peça continuará resistindo nas condições previstas?

A resposta importa antes de qualquer chama. Ela orienta o dimensionamento da viga, a escolha das armaduras e a segurança prevista para a edificação. Saber como concreto e aço respondem ao calor é parte dessa decisão de projeto.

As ferramentas necessárias para uma análise avançada ainda não são amplamente difundidas. O cálculo de uma viga exposta ao fogo envolve temperatura, geometria, armadura e esforços estruturais ao mesmo tempo. Uma equipe brasileira decidiu colocar essa análise em uma ferramenta que pudesse ser solicitada gratuitamente por projetistas.

O palpite rápido deixava poucas escolhas

O caminho convencional usa tabelas da norma brasileira para relacionar características da viga e tempo de resistência ao fogo. É um método simples de aplicar, mas oferece poucas possibilidades de dimensionamento e trabalha com hipóteses aproximadas. Uma delas toma 500 °C como referência crítica para o aço das armaduras.

Esse número ajuda a tornar o cálculo viável no cotidiano, mas não descreve sozinho como cada viga se comporta durante um incêndio. Duas peças com geometrias, armaduras e esforços diferentes podem exigir respostas diferentes. Para obter esse detalhe por simulação, o projetista precisaria lidar com análises térmicas e estruturais mais pesadas.

Foi nesse espaço entre a tabela e o cálculo avançado que Alio Ernesto Kimura, Gabriela Bandeira de Melo Lins de Albuquerque, Johnny Aparecido Fontana Bruno e Valdir Pignatta e Silva trabalharam. A equipe da Escola Politécnica da USP desenvolveu o TRFVIG, sigla de Tempo de Resistência ao Fogo de Vigas de Concreto Armado.

Quatro pesquisadores colocaram o cálculo em uma janela

A virada foi preparar antes o trabalho que costuma pesar no computador. Os pesquisadores fizeram milhares de análises térmicas e estruturais e organizaram os resultados em um banco de dados. No uso da calculadora, o engenheiro informa as dimensões da seção transversal, o arranjo das armaduras e uma relação entre os momentos fletores. O programa consulta essa base e devolve o tempo de resistência ao fogo da configuração escolhida.

O artigo técnico que descreve o TRFVIG registra mais de 2.300 combinações de seções transversais e arranjos de armaduras. Cada combinação amplia o conjunto de soluções que o projetista pode comparar. A calculadora também usa simulações termoestruturais pelo método dos elementos finitos, uma forma de representar no computador como calor e esforços atuam juntos na peça.

Gabriela Albuquerque aparece no centro do desenvolvimento. O registro de autoria do artigo atribui a ela a pesquisa, a metodologia, o desenvolvimento, a implementação, os testes e a validação do software. Valdir Pignatta e Silva responde pela supervisão, pela administração do projeto e pela disponibilização das ferramentas. Kimura e Bruno contribuíram como engenheiros para tornar a calculadora possível.

A calculadora ficou pronta

O TRFVIG chegou a um resultado verificável. Testes de funcionamento e exemplos de aplicação apresentaram resultados iguais ou muito próximos aos do método de dimensionamento que originou a calculadora. A comparação confirmou as hipóteses usadas na implementação e foi feita também contra métodos simplificados da norma brasileira NBR 15200 e da norma europeia Eurocode 2, parte 1-2.

A entrega concluída é uma ferramenta de pesquisa validada, executável em computadores convencionais com Windows 7 ou superior e disponível para solicitação gratuita. O usuário não precisa repetir as análises térmicas mais exigentes para obter uma resposta da calculadora. Esse desenho aproxima uma técnica avançada da rotina de quem precisa dimensionar uma estrutura.

Uma resposta que o projetista pode usar

O TRFVIG já pode ser solicitado gratuitamente para avaliar as combinações de vigas descritas pela pesquisa. Seu próximo passo documentado é a integração como ferramenta auxiliar em outros programas de análise estrutural. Para o projetista, a entrega de agora é poder consultar o resultado das análises mais exigentes sem repetir todo esse processamento a cada configuração.