A resistência de materiais conhecidos e a inspiração para o desenvolvimento de novos materiais e uma nova engenharia.

A resistência de materiais conhecidos e a inspiração para o desenvolvimento de novos materiais e uma nova engenharia.

Eliton A. Martins; Maxson Mota; Marcell Brodbeck

RESUMO: Analisando em laboratório a resistência de materias já conhecidos na engenharia civil conseguimos verificar a sua utilização para determinado fim, quanto ele resistiria ao sofrer a ação da natureza, do seu uso ou de agentes externos; materiais estes, básicos como o ferro e os blocos cerâmicos que são a base pra construção atual. Porém nos deparamos com uma nova tecnologia, que remete à natureza, o desenvolvimento de novos produtos e nos inspiram para uma engenharia moderna e sustentável, que nos ajuda a desenvolver novos materias e novas construções, a Biomimetria.

PALAVRAS-CHAVE: Ferro, Bloco cerâmico, Natureza, Tecnologia, Biomimetria.

1        INTRODUÇÃO

Após exames em laboratório, podemos examinar a resistência dos materiais que comumente utilizamos em nossas construções, o que nos remete ao porque das nossas obras de engenharia seram baseadas praticamente nesses produtos, já que atualmente muito se fala a respeito de sustentabilidade, inovações e tecnologia.

        Analisamos a resistência de uma barra de ferro submetida a uma força de tração e um bloco cerâmico sofrendo força de compressão em duas posições diferentes, e após diversas pesquisas podemos concluir que estes produtos conseguem suprir as necessidades das construções tradicionais, no entanto não poderiam ser utilizados em obras modernas, que buscam  a sustentabilidade, nos fazendo procurar outros materiais e até mesmo desenvolver  cada vez mais produtos que possam suportar as variáveis que possam vir a comprometer tais estruturas.

        Partindo desse ponto vamos demonstrar e explicar sobre a resistência desses materiais que já conhecemos e desenvolver pensamentos acerca da necessidade de novos materiais, que possamos substituir para criar obras  inovadoras, pensando sempre em formas de economizar tempo e dinheiro nas construções, e que possam  também  nos ajudar a desenvolver construções voltadas para um futuro cada vez mais próximo do ideal.

        

2        ANÁLISE DE MATERIAIS

2.1        Ruptura do Ferro

As propriedades mecânicas constituem  uma das características mais importantes dos metais em suas várias aplicações na engenharia, visto que o projeto e a fabricação de produtos se baseiam principalmente no comportamento destas propriedades.

        No ensaio de tração o corpo é deformado por alongamento, até o momento em que se rompe. Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a partir de que momento se rompe.

        No caso do experimento, ao aplicar força de tração numa barra de ferro, a mesma gerou calor no ponto de ruptura devido à agitação das moléculas nos instantes que precederam ao rompimento, isso se deve ao fato de estar sendo aplicada uma força inversa a de pressão.

        As propriedades físicas e químicas desse grupo de elementos devem-se à configuração eletrônica de seus átomos e ao tipo de ligação química que os une.

        O termo molécula não é adequado aos metais: é mais exato referir-se a redes cristalinas — disposição geométrica dos átomos que se repete regularmente no espaço e dá origem aos grãos que compõem a massa metálica.

        Os átomos mantêm-se no interior da rede não só por implicações geométricas, mas também por apresentarem um tipo peculiar de ligação química, denominada ligação metálica.

        A união dos átomos que ocupam os "nós" de uma rede cristalina dá-se por meio dos elétrons de valência que compartilham (os situados em camadas eletrônicas não são completamente cheias). A disposição resultante é a de uma malha formada por íons positivos e uma nuvem eletrônica.

        

2.2        Compressão de um bloco cerâmico

Diferente do experimento feito com o ferro, para testarmos a resistência de um bloco cerâmico,  simulamos a ação que o mesmo sofre na sua utilização,  sofrendo pressão da estrutura que o sobrepõe, levando sempre em consideração que numa parede, os blocos de baixo sofrem mais pressão que os de cima, portanto devemos testa-lo em uma prensa, aplicando força compressora, para verificar sua capacidade.

        Conforme as normas técnicas brasileiras, foram estabelecidas 7 classes de resistência a compressão, resultantes de ensaios em laboratório ou informações fornecidas pelos fabricantes, como é o caso dos blocos com largura (L) inferior a 90 mm, cuja resistência exigida é de 2,5MPa, mas independente das classificações, os blocos  devem atender ao requisito mínimo de 1,0Mpa.

Os blocos cerâmicos ensaiados apresentaram módulo de resistência à compressão de 0,810 MPa e 0,559 MPa, respectivamente. Os resultados obtidos no ensaio de compressão indicam que os blocos cerâmicos não estão de acordo com as normas técnicas brasileiras, visto que apresentaram resistência mecânica abaixo de 1 MPa –o mínimo exigido -. Assim, a utilização destes blocos pode causar problemas estruturais, tais como, rachaduras, ou até mesmo, oferecer riscos de desabamento da estrutura.