O Comitê Científico da V International Conference ACI / CANMET on High Performance Concrete Structures and Materials HPC 2008, reuniu-se em Varsóvia neste mês de maio para revisar os trabalhos que foram submetidos ao Congresso. Entre mais de 56 analisados, foram aprovados 25 excelentes trabalhos para constar dos anais que serão publicados dentro da consagrada série ACI Special Publication, fonte reconhecida de bons trabalhos.

A atual República da Polônia (Rzeczpospolita Polska) fala a complicada língua polonesa e ainda usa sua própria moeda pois entrou para a comunidade Européia faz pouco tempo e ainda falta cumprir o prazo de carência. Varsóvia, é a atual capital, com cerca de 2 milhões de habitantes, com vários centros de pesquisa, com farta oferta de mão-de-obra qualificada e muitas empresas e escritórios de negócios. Praticamente em cada quadra tem uma ou mais gruas de construção e um caminhão betoneira em cada esquina. Realmente é impressionante o chamado boom do leste europeu.
Como Varsóvia foi praticamente destruída durante a II guerra mundial, e está até hoje, sendo reconstruída através do uso massivo de concreto, tem-se a nítida sensação de estar numa cidade que vai ser a cidade do futuro: metrô, trens, ruas largas, calçadas nobres, parques, cruzamentos amplos, muito verde e milhares de árvores. Por todo lado edifícios modernos, altos, afastados uns dos outros, típicos do moderno estilo “high-tec” de construção inaugurado pelos franceses com “La Grande Arche” de La Defense, nas cercanias de Paris, na década de 90. Varsóvia é uma cidade com pouco e triste passado mas com um lindo porvir.
Como estrangeiro percebe-se a facilidade de comunicação, pois muitos falam inglês, francês, russo, espanhol e alemão, assim como têm uma atitude simpática e pró-ativa. Foi sede do Pacto de Varsóvia, para defesa militar solidária, assinado em 1.955 entre os países então comunistas (Russia, Polonia, Bulgaria, Hungria, Alemanha, Eslováquia e Albania). Também foi sede da chamada Convenção de Varsóvia, que assinada em 1.929, estabeleceu as bases dos seguros na aviação comercial mundial, por exemplo quanto deve ser pago ao passageiro por uma mala extraviada.

Na Polônia igual que em outros países desenvolvidos, o concreto tem um papel de destaque sendo o principal e mais consumido material de construção. Ao olhar a história da humanidade, principalmente aquela escrita por obras de arquitetura e engenharia, é interessante constatar como as grandes mudanças na forma de construir se devem à descoberta de novos materiais estruturais e como o domínio do conhecimento sobre materiais estruturais marcaram o poder e o desenvolvimento das nações ao longos dos anos.
Duas das mais desenvolvidas e poderosas sociedades atuais, os Estados Unidos e o Canadá, consideram o investimento no estudo das estruturas de concreto, como um dos mais importantes investimentos na ciência e tecnologia para obter e manter a qualidade de vida de seus povos e a liderança de seu parque industrial. Essas sociedades entendem que o profundo conhecimento sobre concreto posiciona e mantem a indústria na fronteira do conhecimento assegurando sua alta competitividade.
Consequentemente a National Science Foundation nos USA e o NRC no Canadá aprovaram apoio e incentivos expressivos, por longos 10 anos, através dos consagrados programas ACBM nos USA e “Béton Canadá no Canadá, entendendo que o estudo de concreto deve estar inserido no conhecimento estratégico da “inteligência” do país ao lado de recursos naturais, saúde, biotecnologia, eletrônica, espacial e outras. Com a mesma visão moderna e abrangente a FHWA nos USA e a Comunidade Européia têm investido pesado no melhor conhecimento das estruturas de concreto. Essas sociedades entenderam há anos atrás, que esse material e suas estruturas ainda têm muito por desenvolver-se e que vale a pena apostar nesse conhecimento.

O resultado não podia ser melhor. O concreto apresentou uma enorme evolução nas duas últimas décadas, que se pode chamar de uma verdadeira 4ª Revolução na arte de projetar e construir estruturas. A reconhecida Scientific America, publicou mais de 250 documentos nos últimos dez anos, sobre pesquisa e desenvolvimento em concreto. A Science News on line tem publicado frequentemente muitas inovações em tecnologia de concreto tais como: HPC, HSC, UHPC, translucid concrete, GFRC, SFRC, self-cleaning concrete, reactive concrete powder, fibers concrete, e muitas outras.
Também a consagrada Popular Science Magazine reconheceu o “conductive concrete” como a mais importante inovação do mundo no ano de 1996 (uma década atrás). Durante o ano passado o National Building Museum, em Washington, USA, apresentou a exposição New Architecture in Concrete carinhosamente chamada de “liquid stone” com 30 inovações no campo da tecnologia e estruturas de concreto. Na França, o Musée des Arts et Métiers, em Paris, está apresentando a maravilhosa exposição “Bétons: étonnez-vous!”, onde é possível surpreender-se com a história e a contribuição do concreto à melhoria da saúde e da qualidade de vida dos povos.

Retornando à história, em busca das outras 3 grandes revoluções na arte de projetar e construir estruturas, deve-se retroceder a mais de 48 séculos atrás, quando a sociedade Egípcia reconheceu o político e alquimista Imhotep, nomeando-o por primeira vez na história da humanidade, com o nobre título de Arquiteto (muitos séculos depois também conhecido por Engenheiro Civil), exatamente porque ele projetou e construiu a primeira Pirâmide do planeta, a Pirâmide escalonada de Djeser, toda em blocos de rocha, assim chamada em homenagem ao imperador Djeser. Esse Mausoléu, que substituiu os anteriores em madeira, argila e cerâmica, é, consequentemente muito mais durável e competente para proteger para a eternidade os restos mortais e mumificados dos imperadores egípcios.
Era por volta do ano 2.790 aC, e essa forma de projetar e construir pode ser considerada a 1ª Grande Revolução. Para se ter uma idéia da evolução que isso representou para a sociedade egípcia e a humanidade, pode-se citar que cerca de 400 anos depois, outros povos da antiguidade ainda engatinhavam na arte de construir estruturas como por exemplo na Inglaterra, onde outro monumento histórico, também em rocha, denominado Stonehenge, da época de 2.300 aC, ainda é muito menos elaborado do ponto de vista da engenharia de estruturas.

Os Arquitetos egípcios haviam descoberto os métodos e procedimentos adequados para trabalhar corretamente a rocha como material de construção de estruturas, estáveis e duráveis, em substituição à madeira e à argila até então os mais utilizados. Cerca de apenas 200anos depois, não sem antes serem vítimas de alguns colapsos de piramides que os ajudaram a evoluir, os arquitetos egípcios projetaram e construiram a pirâmide de Khufu (em homenagem ao imperador Khufu, também conhecido por Queóps), considerada uma das 7 maravilhas da antiguidade, com impressionantes 147m de altura.
Com esse material de construção eles conseguiram construir uma das mais duráveis e resistentes obras de Engenharia da humanidade, mostrando ao mundo o poder e o desenvolvimento da civilização egípcia. Muito posteriormente outras grandes civilizações tais como a Grega, a Persa, a Romana, a Maia, a Inca, a Asteca e os grandes arquitetos da idade media e do renacentismo fizeram uso da rocha e escreveram a história da humanidade através de suas obras bonitas, seguras e duráveis, que complementam a história tradicional escrita por palavras em pergaminhos.

As Catedrais de Colônia e de Notre Dame, exploraram com seus arcos góticos e belos espaços internos, os limites de sofisticação e combinação da rocha natural e bem trabalhada como material estrutural. As edificações dessa época, no entanto, estavam restritas a vãos em forma de arco ou abóbadas com dimensões inferiores a 50m, paredes portantes, pisos e coberturas planas de madeira e com vão bem limitado, o que impedia construções em altura e com grandes espaços internos.

A segunda e incrível grande evolução ocorreu somente na Revolução Industrial, ou seja, princípios do século XIX, com a chegada do aço para a construção de estruturas. Foi então que a Engenharia conseguiu construir pontes de grandes vãos sendo a primeira ponte metálica construída em 1.779, ainda com modestos 30m de luz, denominada Coalbrookdale Bridge, situada em Telford, na Inglaterra e que até hoje encontra-se em uso para pedestres. Em 1.883, os americanos surpreenderam o mundo construindo a maravilhosa Ponte do Brooklin em Nova York, vedete de filmes até hoje, uma linda ponte suspensa viabilizada pelos cabos de aço galvanizados, patenteados e fornecidos por John Augustus Roebling a mais consagrada e famosa casa da época. Roebling acabou fornecendo cabos para a ponte Golden Gate e centenas de outras, até para a ponte Leonel Vieira em Punta del Leste no Uruguai. Nessa época na França, Gustave Eiffel projetou e construiu a impressionante La Tour Eiffel, inaugurada em 1.889, com 312m de altura, superando por primeira vez, depois de 4.468anos (44 séculos!), a altura da Pirâmide egípcia de Khufu, monumento mais alto até então construído pelo homem.

Esse novo material de construção de estruturas, e a tecnologia decorrente, tiveram enorme impulso devido a duas importantes novas patentes da época. A primeira, em 1.853 no estado de Nova York, onde Elisha Graves Otis desenvolveu o primeiro elevador seguro, sem risco de queda que é utilizado até hoje nas edificações altas do mundo inteiro. Na prática o primeiro elevador elétrico Otis somente foi instalado em 1.889 num hotel em Nova York. A segunda, também nos Estados Unidos, com a patente de Leroy Buffington que em 1.888 patenteou a forma de construir estruturas através de um esqueleto reticular (pilares, vigas e lajes) em substituição às paredes portantes que passaram a ter apenas função de vedação, revolucionando a forma de projetar e construir. Aconteceu então, por volta de 1.891, o início dos arranha-céus com a inauguração do edifício Wainwright com 42m de altura em St. Louis, nos Estados Unidos. Essa nova forma de construir ficou conhecida como “Escola de Chicago”, sendo o Arquiteto Louis Henry Sullivan considerado seu ícone.
Apesar do concreto simples, como material estrutural, ter sido magnificamente aplicado nas centenas de quilometros de rodovias e pavimentos da antiga Roma (por exemplo na Via Apia, existente até hoje nos arredores de Roma), e na cúpula de maior vão livre da antiguidade, o Panteão de Roma com 44m de luz (vide Fig. 1), somente superada em 1.912, na cobertura de um centro de exposições na Alemanha, o concreto armado é muito jovem e pode ser considerado o penúltimo dos grandes materiais estruturais de construção civil que a Engenharia descobriu.

Figura 1. Cúpula do Panteão de Roma, construída em concreto simples, com uso de agregados leves, pozolana e cal hidratada, 118-125 dC.

O concreto da era atual, teve início somente após a patente do cimento Portland por John Aspdin em 1.824, na Inglaterra. Nesses primeiros anos, mesmo na França e na Inglaterra, que eram as duas nações mais desenvolvidas da época, pouca aplicação significativa teve, destacando-se a patente dos franceses Lambot em 1.855 para construir barcos e, Monier em 1.877, para construir vasos, ambos de argamassa armada.

No fim daquele século XIX pesquisadores do quilate de Louis Vicat e René Ferét, trataram de tornar esse novo material, o concreto de cimento Portland, mais conhecido e mais confiável, resultando no interesse de seu uso generalizado em estruturas. Com o embasamento teórico e experimental sobre a confiabilidade desse novo material estrutural, assegurado por aqueles pesquisadores, e dispondo de um produto industrializado, outro francês, François Hennebique (1841-1921), engenheiro construtor, desenvolveu e obteve patente para o projeto e construção de edificações com base num novo sistema construtivo por ele denominado de “béton armé” cujos primeiros desenhos estão mostrados na Fig. 2.

Figura 2. Desenho típico de um projeto e construção de estruturas de concreto armado de acordo com a patente de Hennebique em 1.892.

Ele mostrou que havia resolvido os problemas de ligação e engastamento entre vigas, pilares e lajes e para demonstrar as vantagens e segurança desse novo sistema construtivo, Hennebique projetou e construiu o primeiro edifício totalmente de concreto armado, com pilares, vigas e lajes, similar ao que hoje pratica-se em todas as nações do mundo. Demonstrou ser possível, seguro e durável, substituir as paredes portantes por paredes de vedação e os pisos metálicos ou de madeira por lajes de concreto armado, inaugurando em 1.901 um prédio de 7 andares onde fez sua residência e seu escritório de negócios, conforme mostrado na Fig. 3.

Figura 3. Rue Danton n.1. Quartier Latin, Paris, 1.901. Vida útil comprovada de 106 anos!

Seu descobrimento representou uma 3ª Revolução tão impressionante na forma de projetar e construir estruturas que em apenas uma década sua empresa tinha 62 escritórios espalhados pelas principais cidades do mundo, nos 4 principais continentes Europa, América, África e Ásia. Em 1.903 Suiça e Alemanha publicam as duas primeiras normas de projeto e execução de estruturas de concreto armado, seguidas por França em 1.906, Inglaterra em 1.907 e Estados Unidos em 1.910. Brasil publica sua primeira norma em 1.931, depois de haver projetado e construído dois recordes mundiais em altura, os edifícios A Noite, no Rio de Janeiro e Martinelli, em São Paulo, ambos em fins da década de 20, com mais de 100m de altura. Um pouco antes, em meados da década de 20, o Palácio Salvo em Montevidéu, por primeira vez superou os 100m de altura e foi considerado o primeiro arranha-céu em concreto armado do mundo. O concreto armado foi para Brasil, Argentina, Uruguai e outros países, nos quais não existia indústria siderúrgica capaz de produzir perfis estruturais, o mais importante material estrutural de construção civil da primeira metade do século XX, e continua assim até hoje.

Ainda na França, em 1.928, Eugène Freyssinet, insere seu nome na história, patenteando o concreto protendido que deu enorme impulso no uso das estruturas de concreto não somente para edifícios mas também para pontes, viabilizando processos construtivos tão ousados quanto os balanços sucessivos para vencer grandes vãos sem necessidade de escoramentos. Naquelas poucas décadas o projeto das estruturas havia mudado radicalmente. Não eram mais necessários arcos e abóbadas para vencer vãos, nem escoramentos tradicionais, nem vários materiais, nem paredes estruturais para suportar cargas, bastavam pilares, vigas e lajes planas de concreto.
Vale a pena, no entanto, olhar para o então enorme desenvolvimento da Engenharia de estrutura metálica que naquela época, em 1.931, inaugurava o Empire State Building em Nova York com 383m de altura, surpreendendo a engenharia mundial e colocando-se como o grande marco do poder e do desenvolvimento da civilização americana. Durante todo o século XX as estruturas metálicas prevaleceram sobre as de concreto, havendo notável alteração somente no fim da última década, conforme mostrado no Quadro 1.

Quadro 1. Síntese das 4 grandes revoluções na arte e projetar e construir estruturas.

Em 1.976, a Engenharia canadense impressiona o mundo com a construção em tempo recorde da CN Tower, hoje pertencente à “CLC Real Estate Canada Lands Company”, em concreto protendido com 555m de altura, considerada até hoje a mais alta estrutura construída pelo homem, graças à ousadia do arquiteto John Andrews e dos engenheiros projetistas da NCK Engineering.
Em 1.997, a Malásia, em Kuala Lumpur, deu um passo enorme em direção à 4ª Revolução na arte de projetar e construir estruturas, com a construção das torres gêmeas Petronas, inteiramente em concreto de alto desempenho e com 452m de altura, superando a estrutura metálica da Torre Sears, na época a mais alta estrutura do mundo, situada em Chicago. Com projeto do consagrado arquiteto argentino Cesar Pelli e projeto estrutural do reconhecido escritório americano “Thornton Tomasetti”, essa obra emblemática pode ser considerada um divisor de águas, pois a partir desse período o mundo das estruturas de edifícios adota definitivamente o concreto de alto desempenho.

De acordo com os levantamentos do “CTBUH à Council on Tall Buildings and Urban Habitat”, relatado por Gilberto do Valle no 48º Congresso Brasileiro do Concreto ocorrido no Rio de Janeiro, hoje já existem 5 novos edifícios com altura superior a 450m, entre eles o edifício Taipei 101 “Shangai World Financial Centre” em Taiwan, inaugurado em 2.005 com 509m de altura, construído com estrutura mista aço / concreto de alto desempenho (80 MPa).

Nos últimos dez anos, de 1.997 data da inauguração da Petronas Tower para cá, 36 novos edifícios com altura superior a 300m (novo patamar para ser considerado arranha-céu), foram construídos ou estão em construção no mundo. Desse total, 13 são em estrutura inteiramente de concreto, inclusive o mais alto do mundo, atualmente em construção nos Emirados Árabes, denominado Burg (torre) Dubai, com prováveis 750m, a ser inaugurado em 2.008. Dos 36 citados, outros 19 são em estrutura mista concreto / aço, e somente 4 são em estrutura inteiramente de aço.

Em 100anos, o concreto, vital construction material segundo o ACBM, superou todo os limites e fronteiras do conhecimento em Engenharia de projeto e de construção! Trata-se do mais novo material de construção estrutural descoberto pela Engenharia e que ainda se encontra em franca evolução não sendo possível prever seu futuro e nem definir seus limites.
A história recente tem demonstrado que ainda vale a pena pesquisar, projetar, dosar, construir, sempre buscando tirar mais proveito desse versátil material de construção, explorando seu elevado desempenho e usando-o corretamente sob o ponto de vista da proteção ambiental e da sustentabilidade.

Na última década muitas empresas e projetistas no mundo, às vezes até sem ter plena consciência, têm tirado proveito das novas tecnologias desenvolvidas pelos grandes centros de pesquisa e desenvolvimento em concreto, como o ACBM e FHWA nos Estados Unidos, o Béton Canadá, no Canadá, e muitos outros na Europa, Ásia e Austrália. Só no Brasil há cerca de 130 Centros de P&D em concreto registrados no sistema do CNPq.
As pesquisas, estudos e experimentações nesses centros trazem tranquilidade e segurança a projetistas, construtores e usuários que a cada dia mais preferem essa revolucionária opção de construção de estruturas, encontrando farto material de consulta e suporte para seus projetos e alternativas construtivas.

Pesquisa, conhecimento, confiança e permanente transferência de tecnologia, são os pilares de sustentação do crescente e pujante mercado das estruturas de concreto no Brasil e no mundo.

Paulo Helene
Diretor Presidente