Berkeley – 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.”

 

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.