Estudo destaca bom desempenho do bloco cerâmico em situação de incêndio

Por Manu Souza | Imagens: Divulgação José Anchieta Damasceno Fernandes Neto

Com o objetivo de contribuir com os parâmetros necessários à normalização dos procedimentos de dimensionamento e verificação de segurança da alvenaria estrutural com blocos cerâmicos em situação de incêndio, a Fundação Nacional da Indústria – Fundacer, em parceria com a Associação Nacional da Indústria Cerâmica – Anicer, colaborou com o desenvolvimento de estudo experimental do comportamento de elementos cerâmicos de alvenaria estrutural.

Através de ensaios experimentais que permitiram a avaliação da resistência residual dos elementos de alvenaria submetidos a elevadas temperaturas, o estudo teve início em 2019 e foi concluído em 2021.

Realizado pelo aluno de Mestrado em Engenharia de Estruturas, da Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo (EESC/USP), José Anchieta Damasceno Fernandes Neto, o estudo foi realizado sob orientação do Professor Márcio Roberto Silva Corrêa junto ao Laboratório de Estruturas Prof. Dante Martinelli, do Departamento de Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo (EESC/USP). Além disso, dados técnicos e doações específicas de materiais também foram realizadas pela Cerâmica Palma de Ouro, localizada em Elias Fausto, São Paulo.

Intitulado “Avaliação experimental do desempenho térmico e mecânico de elementos de alvenaria estrutural com blocos cerâmicos em situação de incêndio”, o estudo avaliou o desempenho térmico e mecânico dos elementos cerâmicos, quando expostos a uma ação excepcional como o incêndio. “Este trabalho consistiu em um estudo experimental dividido basicamente em três etapas. Na primeira etapa, foram realizados ensaios de caracterização geométrica, física e mecânica em blocos, prismas e pequenas paredes de alvenaria estrutural, e nas argamassas utilizadas para assentamento e revestimento. Em seguida, estes elementos foram submetidos a uma elevação de temperatura durante duas horas em um forno a gás natural, onde os corpos de prova estiveram expostos ao calor e as chamas de maneira similar ao que ocorre em uma eventual situação de incêndio. No caso das argamassas, blocos e prismas de alvenaria, o fogo agiu sobre todas as faces dos elementos, enquanto que nas pequenas paredes, apenas uma das faces esteve exposta as chamas, favorecendo uma avaliação quanto ao isolamento térmico proporcionado por estes elementos. Por último, todos os elementos aquecidos anteriormente foram novamente ensaiados à compressão através de testes mecânicos e análises microscópicas foram realizadas a fim de observar as alterações químicas nos materiais devido à ação das elevadas temperaturas”, explica Neto.

Os resultados experimentais indicaram elevadas resistências, mesmo após a situação de incêndio.

O engenheiro indica ainda que o estudo mobilizou diversos especialistas no tema. “Este estudo esteve inserido em uma ampla linha de pesquisa sobre estruturas em situação de incêndio, que há alguns anos vêm atuando no Departamento de Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). Especificamente em relação às estruturas de alvenaria, este grupo é coordenado pelos professores Márcio Roberto Silva Corrêa, Jorge Munaiar Neto e Vladimir Guilherme Haach, e conta com a presença de alguns pesquisadores de mestrado e doutorado”.

Entre os pontos levados em consideração estão a geometria dos blocos utilizados – blocos usuais com paredes vazadas e blocos com paredes maciças. Prismas e pequenas paredes também foram inseridos no estudo para verificação do impacto do incêndio nas peças cerâmicas e também nos elementos estruturais – incluindo juntas de argamassa. “Na avaliação das pequenas paredes de alvenaria cerâmica, também foram considerados diferentes tipos de revestimento à base de cimento e gesso, com o intuito de avaliar a importância das camadas de revestimento no isolamento térmico e na proteção contra a danificação do elemento estrutural. Outro ponto importante foi o tempo de duração dos ensaios de incêndio-padrão, que neste trabalho foi fixado em 120 minutos, fazendo alusão ao tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF) estabelecido pelos códigos normativos para edificações acima de 30 metros de altura, algo que hoje está se tornando comum nos edifícios em alvenaria estrutural”, conta o engenheiro.

Sobre os resultados finais obtidos pelo estudo, Neto indica que os blocos cerâmicos demonstraram um excelente desempenho. “Os resultados experimentais indicaram elevadas resistências, mesmo após a situação de incêndio. Isso foi possível porque a ação do fogo proporcionou uma maior densificação e reduziu a porosidade do material, conforme apontaram as investigações microscópicas. Entretanto, apesar das altas resistências residuais, os blocos cerâmicos e os elementos de alvenaria (prismas e pequenas paredes) manifestaram um elevado nível de danificação após exposição ao incêndio-padrão, principalmente devido ao surgimento de fissuras significativas nos elementos cerâmicos e à decomposição dos principais constituintes da argamassa de assentamento. Dessa forma, diferentemente do comportamento dos blocos cerâmicos, os prismas e as pequenas paredes tiveram seu comportamento mecânico muito influenciado pela baixa resistência da argamassa de assentamento e, por sua vez, manifestaram reduzida resistência à compressão após a situação de incêndio”.

José Anchiêta Damasceno Fernandes Neto possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Estadual do Piauí (2017) e mestrado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (2020). Atualmente realiza doutorado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) na Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC/USP), e atua principalmente em assuntos relacionados às estruturas de alvenaria e concreto, ensaios não destrutivos, argamassas, materiais e estruturas em situação de incêndio.

Com a conclusão do estudo, seus próximos passos estão ligados ao extenso programa experimental que pode ser realizado a partir desses resultados. “Diversas outras variáveis podem influenciar no comportamento da alvenaria estrutural em situação de incêndio. Como todos os elementos deste estudo foram avaliados em condições residuais e estiveram livres de carregamento durante a ação do fogo, pesquisas futuras podem analisar o comportamento termomecânico dos elementos com a atuação concomitante do carregamento mecânico e da elevação de temperatura, algo que se aproximará ainda mais de uma situação real. Além disso, pesquisas experimentais também estão sendo desenvolvidas com o intuito de investigar como diferentes tipos de revestimentos (argamassas de cimento, gesso, tintas intumescentes etc.) podem influenciar na proteção destes elementos quando sujeitos à situação de incêndio”.