No Brasil ainda não existe uma metodologia padrão para o dimensionamento das fixações com chumbadores (foto: OlegSam/shutterstock)

A fixação de chumbadores químicos e mecânicos em estruturas de concreto é um procedimento tão usual, quanto importante para transferir cargas extremas. Falhas nesse tipo de união, no entanto, podem resultar em colapso total ou parcial da estrutura, além de implicar em risco à vida e ao patrimônio.

Embora este tipo de fixação seja amplamente utilizado há muitos anos, ainda não há, no Brasil, uma metodologia padrão para o dimensionamento das fixações com chumbadores. “Tem-se observado a ocorrência de sinistros frequentes devido a falhas de projeto e/ou execução, o que mostra a necessidade de darmos mais atenção a essas fixações", comenta o engenheiro Tiago Garcia Carmona, diretor da Abece (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural).

Chumbadores - ancoragens químicas

Chumbadores - ancoragens mecânicas

PRINCIPAIS TIPOS DE CHUMBADORES

Há vários padrões de chumbadores, que devem ser definidos adequadamente em função das características e exigências de cada projeto. Em todos os casos, os chumbadores devem obedecer às disposições da ABNT NBR 14.827 - Chumbadores instalados em elementos de concreto ou alvenaria - Determinação de resistência à tração e ao cisalhamento.

Em estruturas de concreto, os chumbadores mais usuais são:

• De espera: consistem em esperas convencionais posicionadas nas estruturas antes da concretagem.
• De adesão química: são elementos de ancoragem inseridos em estrutura existente e que tem aderência no concreto garantida por resinas químicas ou argamassas especiais.
• De expansão: são elementos metálicos pré-fabricados com tamanhos e bitolas variáveis, caracterizados por um parafuso provido de luva cônica na parte terminal. A expansão radial imposta pela penetração do parafuso, desenvolve pressão contra as paredes do furo e garante atrito adequado para resistir aos esforços de arranque.
• De reação: consistem em ferros passantes através de um furo, posteriormente preenchidos com nata de cimento, com extremidade fixada a uma chapa ou dispositivo de ancoragem na face oposta à face dos chumbadores. São usados quando não há disponibilidade para penetração adequada com chumbador químico ou quando há suspeita de que o concreto tenha resistência inferior às necessidades da fixação.

PROJETOS COM CHUMBADORES QUÍMICOS

Em especial para os chumbadores químicos, a Abece desenvolveu uma técnica recomendada para subsidiar o desenvolvimento de projetos com esse tipo de fixação. A ideia é que o material sirva como texto-base para uma norma brasileira de projeto de fixações, a ser publicada em breve. A recomendação se baseia em disposições da EOTA (European Organization for Technical Assessment), do FIB (International Federation for Structural Concrete) e do comitê técnico CEN/TC 250 – Structural Eurocodes.

O documento, que pode ser acessado aqui, define, por exemplo, que os esforços de cálculo sobre as fixações devem ser determinados com base nas combinações críticas utilizando os coeficientes de ponderação das normas brasileiras aplicáveis.

Ele também determina que, em fixações com grupos de chumbadores, os esforços em cada chumbador devem ser determinados de acordo com a teoria da elasticidade.

Outras recomendações são a de que as premissas de cálculo sejam registradas explicitamente no projeto da fixação, e a de que o material-base a receber a fixação tenha classe de resistência mínima de C20 e máxima de C50.

ASPECTOS CRÍTICOS

Para que as fixações com chumbadores químicos tenham o desempenho esperado é necessário que boas práticas executivas sejam garantidas. Destaque para as distâncias mínimas, o diâmetro e a profundidade dos furos, a mistura dos componentes, a temperatura de aplicação, a limpeza dos furos, o equipamento de perfuração, os prazos de aplicação e o tempo de cura. Esses procedimentos são estabelecidos pelos fabricantes dos chumbadores e devem ser seguidos, à risca, pelos instaladores.

“Do ponto de vista da execução, as falhas mais comuns se relacionam à limpeza das perfurações e à garantia do preenchimento integral dos furos com o adesivo químico", comenta Carmona.

Segundo ele, do ponto de vista do projeto, deve-se ter especial cuidado com as distâncias entre chumbadores e as bordas. “Modos de falha pouco convencionais como a ruptura do concreto por alavanca, onde forças cortantes podem produzir a formação de uma ruptura em cunha do concreto” são menos difundidas no meio técnico e frequentemente são negligenciadas", alerta o engenheiro.

O diretor da Abece explica, ainda, que os mecanismos de falha das fixações apresentam em sua maioria características frágeis, ou seja, sem manifestações muito claras de mau comportamento. Isso significa que é comum ocorrer a ruína da fixação sem sintomas prévios como fissuração e deslocamentos claramente perceptíveis. “Isso reforça ainda mais a necessidade de atenção ao projeto e à execução das fixações com chumbadores químicos. Neste sentido as normas brasileiras possuem importância central", salienta Tiago Carmona.

Colaboração técnica

: Tiago Garcia Carmona – Engenheiro civil formado pela Escola de Engenharia da Fundação Armando Álvares Penteado, é mestre em Engenharia pela Unicamp. Diretor da ABECE (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural) e da Carmona Soluções de Engenharia, atua com projeto de estruturas, reforço e recuperação estrutural, fiscalização de obras e análise dinâmica de estruturas.

Boas práticas na utilização de chumbadores evitam patologia e colapsos