Com o uso de gelo e água gelada, a tecnologia de refrigeração do concreto ganhou relevância no mundo da construção como um recurso para se evitar a ocorrência de fissurações do material causadas por tensões de origem térmica. Como destaca o engenheiro Selmo Kuperman, diretor da Desek Consultoria em Engenharia, a refrigeração do concreto passou a ser empregada no setor para impedir que a temperatura do material ultrapasse 65ºC. “Se isso acontecer, ao lado de vários outros fatores, é possível que seja desencadeada uma reação química que propicie a formação de etringita tardia (DEF, ou Delayed Ettringite Formation), que pode provocar fissuração no concreto quando expansiva”, explica.

Para evitar o problema, o mais indicado é o uso de gelo. Afinal, o gelo tem cerca de oito vezes mais capacidade de reduzir a temperatura do concreto que a água. Contudo, é necessário que se reserve uma parte de água para ser misturada aos aditivos empregados na dosagem do concreto. E essa água pode ser colocada gelada.

Seja como for, para se definir a quantidade de gelo e/ou de água, é preciso realizar um cálculo das tensões de tração induzidas quando da queda de temperatura do concreto, após ser endurecido. Para isso, a melhor alternativa é empregar cálculos tridimensionais de temperatura e tensão pelo método dos elementos finitos, avaliando em que locais da estrutura o efeito da temperatura pode resultar em fissuras. A seguir, deve-se verificar a temperatura de lançamento do concreto e, por fim, calcular-se a quantidade necessária de gelo para que a temperatura ideal seja atingida.

PRÁTICA

Entretanto, antes de se empregar a refrigeração, Kuperman ressalta a necessidade de realização dos cálculos de tensões de origem térmica, para constatar a real necessidade de sua aplicação e evitar gastos desnecessários. “O resultado depende muito das dimensões e restrições à movimentação que as peças estão sujeitas, do meio ambiente onde se situa a obra e das características do concreto”, sublinha. “Grandes massas de concreto geralmente requerem refrigeração, como é o caso de barragens. No entanto, há vários tipos de peças estruturais que, cada vez mais, demandam o emprego dessa tecnologia.”

Nessa linha, o especialista cita blocos de fundação, torres eólicas, obras de arte, estacas de grande porte, alguns tipos de lajes e vigas de grandes dimensões – em geral, espessuras superiores a 1 m (em lajes) e larguras superiores a 1 m (em vigas). “Muitos blocos de fundação com volumes superiores a 30 m3 e alturas superiores a 1,5 m já demandam a necessidade do emprego de gelo”, comenta. Em países com temperaturas diversas, a situação é similar. Tudo depende da época do ano em que se faz a concretagem. “Às vezes, não se refrigera no inverno, mas, pelo contrário, pode-se até aquecer o concreto”, diz o engenheiro. “Mesmo assim, em países de clima frio, como EUA, Alemanha, Japão e outros, a refrigeração é normalmente empregada.”

O aumento do emprego de resistências mais elevadas nas peças de concreto também resulta inevitavelmente em um crescimento do consumo de aglomerantes de dosagem, o que, consequentemente, provoca maior geração de calor. “Este fato é corriqueiro e muitos construtores e projetistas já se conscientizaram da importância da refrigeração do concreto”, diz o executivo. “Essa conscientização ocorre, principalmente, pela divulgação dessas práticas, que não são novidade no Brasil, mas que eram subentendidas como aplicáveis apenas a obras de grande porte, o que não é verdade.”

Mesmo assim, ele observa que há profissionais que aprendem da maneira mais difícil, ao verificar os problemas ocorridos em obras onde a refrigeração – embora necessária – não foi aplicada. “Seja por um ou outro motivo, isso resulta em transtornos à obra depois de concluída”, diz Kuperman.

CONTROLE

Para o engenheiro Raphael Holanda, diretor técnico da Holanda Engenharia, “o principal objetivo da aplicação de concreto resfriado é obter o controle da temperatura na fase de produção, do lançamento e do pico máximo que pode ser alcançado durante a hidratação”. Com esse controle assegurado, diz o engenheiro, “outro benefício que surge é a diminuição das variáveis do processo, conferindo mais qualidade para o concreto executado e exigindo menos ajustes no emprego dos aditivos”.

Para a aplicação, não existe uma regra geral. Normalmente, se aplica o resfriamento em grandes projetos por conta da viabilidade econômica e também porque esses empreendimentos, de modo geral, possuem blocos de grandes dimensões (concreto massivo). Mas o especialista alerta: “Uma boa prática é fazer o estudo quando a menor dimensão da estrutura for igual ou superior a 2 m, sempre relacionando isso ao tipo/consumo de cimento que será empregado e, por consequência, a classe de resistência necessária (fck)”, afirma.

A prática, diz ele, é muito comum em obras de usinas hidrelétricas (UHEs). “As UHE Teles Pires (MT) e Cachoeira do Caldeirão (AM) são boas referências de concretos executados sem incidência de fissuração por origem térmica”, conta. “O controle da temperatura e o resfriamento permitiram a execução de estruturas em menos camadas, sem comprometer a qualidade e, consequentemente, assegurando benefício para o cronograma da obra.”

Sem citar nomes, o engenheiro diz que existem “empreendimentos que não tiveram o controle de temperatura do concreto e apresentaram um quadro generalizado de fissuração e algumas juntas frias por influência da temperatura no controle do tempo de pega do concreto”. “Além do aspecto estético, essas patologias têm custo elevado de reparação e podem afetar negativamente o cronograma da obra e sua qualidade, caso os reparos não sejam realizados adequadamente”, afirma.

Para Holanda, o aspecto mais relevante nesse processo é atuar na fase de planejamento, de modo a obter o dimensionamento de um sistema industrial (central de concreto e usina de gelo) que proporcione uma boa relação de custo/benefício, conforme as características particulares de cada empreendimento. “Os estudos térmicos na fase que antecedem as concretagens são importantes para estabelecer alguns cuidados e diretrizes para a equipe de construção, de modo a prevenir as patologias, em especial a fissuração e a formação da etringita tardia”, reitera.

De modo geral, segundo o engenheiro, é a construtora que determina a viabilidade do concreto resfriado, procurando conciliar os aspectos de cada parte envolvida no empreendimento. Com prazos cada vez mais “apertados”, Holanda afirma que o resfriamento do concreto “é um importante aliado para a execução de concretagens de grande volume, sem abrir mão da qualidade”. “Seu custo deve ser avaliado como um investimento e também como ação preventiva na mitigação das patologias”, afirma. “Em situações mais raras, em que o prazo não é determinante, pode-se dividir as estruturas em mais camadas e com maiores intervalos entre as etapas de concretagem, de modo a facilitar a dissipação do calor.”

PLANEJAMENTO

Coordenador de planejamento da Cesbe Engenharia, o engenheiro Pablo Tito acresce que a aplicação de gelo na dosagem do concreto possibilita que o planejamento do projeto seja otimizado por meio da concretagem de camadas em maiores alturas e/ou concretagens consecutivas (deslizantes), preservando as premissas da garantia de qualidade do ponto de vista do comportamento térmico das estruturas. “Com a necessidade de redução dos prazos, foram desenvolvidas tecnologias que propiciam a aceleração da obra”, destaca Tito. “E uma das que mais influenciaram a construção civil foi, certamente, a adição de gelo no concreto.”

Segundo ele, a princípio, contrata-se uma consultoria especializada para elaboração do estudo térmico. “Com base nesse documento, pode-se elaborar o cronograma com a sequência executiva otimizada, por meio da qual é possível dimensionar o canteiro industrial necessário para obtenção das metas de produção”, finaliza.

Tipo em escama é o mais indicado, garante especialista

De acordo com o gerente da KTI-Plersch, Jürgen Laustetter, o gelo em escama ou flocos apresenta maior superfície e possibilita ampla troca de calor. O produto possui espessura média de 1,5 mm e formato de pequenas placas, o que – comparado a outros tipos – permite maior rapidez no descongelamento e, consequentemente, menor tempo de mistura, facilitando a homogeneização durante a produção do concreto em substituição de parte da água do traço. “Essa característica garante maior vida útil ao equipamento e economia de custos, graças aos ganhos obtidos pela velocidade de produção”, explica. “A energia de refrigeração é aproveitada em 100%, visto que existe melhor qualidade no armazenamento do gelo, conservado à temperatura de -7oC.”

Segundo ele, além de aperfeiçoar a qualidade do produto, essa condição de armazenamento também garante um gelo mais seco e aumenta a precisão de dosagem. Sem formar blocos de gelo, os flocos (escamas) fluem livremente e facilitam o transporte. Por outro lado, a relação entre o volume de gelo aplicado na mistura e no traço do concreto é definida a partir de estudos e controle tecnológico, que resultam na temperatura ideal de lançamento no bloco. “A característica do traço, o tipo e a quantidade de materiais e agregados aplicados à mistura podem interferir na temperatura final”, diz. “E com a aplicação de gelo dosado na forma de escama, é possível conseguir maior controle na temperatura do concreto.”

Equipamentos lutam para abrir espaço no país

Fabricante de sistemas de produção de gelo para aplicações industriais desde 1949, a empresa norte-americana Morris & Associates fornece equipamentos permanentes e portáteis controlados por microprocessadores com capacidade de produção de 10 a 150 t de gelo por dia, com caixas de armazenamento automáticas entre 20 e 300 t. Com alta tecnologia agregada, as soluções da marca acabam de chegar ao mercado brasileiro de construção, no qual a cultura de resfriamento do concreto ainda tem muito a crescer. “A construção civil vem avançando cada vez no Brasil, buscando equipamentos de alta tecnologia”, diz Paulo Tavares, gerente de vendas da empresa. “E, enquanto os Estados Unidos são campeões no uso de ferro nas construções, o Brasil usa muito concreto.”