CONCRETO & Construções - ISSN 1809-7197

Otimização topológica em estruturas de concreto: avanços tecnológicos e benefícios ambientais

Matheus Cedrim — 2025-10-01

A otimização topológica (OT) é uma ferramenta que permite projetar estruturas de concreto mais eficientes e sustentáveis. Este estudo explora os benefícios da OT em elementos de concreto, considerando que o material contribui com cerca de 8% das emissões globais de CO₂. Utilizando o método SIMP, são avaliadas vigas de concreto reforçado com fibras de aço. Os resultados indicam economias de material, melhorias no desempenho mecânico e, por consequência, aspectos de sustentabilidade pela redução de emissões indiretas de carbono. Destaca-se o potencial da integração entre OT e tecnologias digitais, como impressão 3D e BIM, para viabilizar geometrias complexas e inovações construtivas. Contudo, ressalta-se a necessidade de normativas específicas e protocolos de validação experimental. Conclui-se que a OT é uma abordagem viável para promover sustentabilidade na construção civil.

QUANTUM: concreto ecoeficiente e de alto desempenho

Alessandra Castro — 2025-10-01

Baseado nos conceitos de dispersão e empacotamento de partículas, o concreto QUANTUM foi desenvolvido com o objetivo de alcançar desempenho adequado, com desenvoltura tecnológica e menor pegada de carbono, sendo aplicável em diferentes condições para execução de obras diversas e, assim, atendendo às necessidades do mercado da construção civil. Controlando a dispersão das partículas por meio da incorporação de aditivos químicos, apresenta consistência fluida, facilitando o lançamento e adensamento do concreto nas fôrmas. Dosado na central e com manutenção da consistência até a obra, elimina a necessidade de redosagem no momento de sua aplicação. No estado endurecido, apresenta desempenho mecânico satisfatório com consumo de cimento reduzido, contribuindo para a redução da emissão de CO₂. Devido à maior eficiência no uso de ligantes, o concreto se torna ecoeficiente. No presente artigo, são apresentadas as premissas do projeto, bem como os ensaios para validação dos traços. Dessa forma, foi possível obter concretos que atendem às exigências normativas, para as diferentes classes de agressividade ambiental, com menor impacto ambiental.

Do Clínquer ao Concreto: Caminhos para a Neutralidade de Carbono no Setor de Construção

Fabio Pedroso — 2025-10-01

O concreto é fundamental para a industrialização e urbanização, sendo amplamente usado em moradias e infraestrutura. A produção global de cimento aumentou significativamente, especialmente no Sul Global, associada ao desenvolvimento econômico e social. A construção baseada em concreto apoia 92% dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. Porém, a indústria cimenteira é responsável por 7º das emissões globais de CO₂, principalmente pela produção de clínquer. Para mitigar essas emissões, a Associação Global de Cimento e Concreto publicou, em 2021, seu Roadmap Tecnológico, no qual estabelece estratégias de descarbonização, tais como: substituição do clínquer por materiais suplementares, eficiência energética, uso de combustíveis alternativos, tecnologias de captura e armazenamento de carbono, otimização da dosagem do concreto, otimização do projeto e execução de estruturas de concreto, entre outras. O Roadmap 2021 traça metas para zerar emissões líquidas em 2050, mas há desafios econômicos, técnicos e políticos.

INFRAESTRUTURA: SUSTENTABILIDADE EM RODOVIAS: QUANTIFICAÇÃO DAS EMISSÕES DE CO2 NA PRC 280, UMA OBRA DE INFRAESTRUTURA RODOVIÁRIA RESTAURADA COM A SOLUÇÃO DE PAVIMENTO DE CONCRETO - WHITETOPPING

Fabio Pedroso — 2025-10-01

Este estudo visa a comparação de desempenho ambiental e econômico de pavimentos Rígido (concreto) e Semi rígido (camada de asfalto com incremento de cimento na Base), por meio do método da Análise de Ecoeficiência®. Este trabalho foi desenvolvido em conjunto DER PR, Votorantim Cimentos e contou com a apuração de das emissões de CO2 pela FGV IBRE através de metodologia definida e performance de pavimento aferida via tecnologia inovadora FALKORR realizado pela RoadRunner em trecho com extensão de 45km na PRC280 entre os municípios de Palmas e Clevelândia no estado do Paraná. Busca comparar o desempenho ambiental das alternativas de pavimentação para restauração em Flexível e em Concreto (Whitetopping). No que se refere às razões pretendidas para o estudo, este foi desenvolvido com vistas a suportar a escolha a respeito de qual a melhor opção, do ponto de vista do balanço ambiental em termos de emissões de CO2, uma vez que a análise econômica já havia sido devidamente considerada, para construir e manter uma estrada ao longo dos anos de operação, nas mesmas condições definidas de contorno para 20 anos.

Estudo de desempenho de concretos estruturais produzidos com agregados reciclados mistos

Júlio Cézar de Mendonça Uchôa — 2025-10-01

Considerando o volume substancial de resíduos de construção e demolição (RCD) gerados pelo setor da construção, juntamente com o esgotamento crescente de agregados naturais (AN), há uma urgência de alternativas sustentáveis. Uma possibilidade é a utilização de agregados reciclados mistos (ARM) provenientes de RCD. Este artigo tem como objetivo avaliar a viabilidade estrutural do concreto incorporando ARM em seis misturas de concreto, substituindo 20% e 50% do AN por ARM e incorporando 20% de metacaulim (MK). As propriedades no estado endurecido foram examinadas por meio de ensaios de resistência à compressão e absorção de água capilar. Os resultados indicaram uma redução na resistência à compressão com o aumento do teor de ARM, embora o MK tenha aumentado a resistência e reduzido a absorção de água capilar, demonstrando seu papel benéfico nas formulações de concreto sustentáveis.

AVALIAÇÃO DA ECOEFICIÊNCIA DO AÇO CA-70 EM BLOCOS DE FUNDAÇÃO DE EDIFÍCIOS ALTOS

Paulo Gabriel Franco Martins — 2025-10-01

A indústria da construção civil é uma das maiores consumidoras de recursos naturais e geradora de impactos ambientais. Nesse contexto, a desmaterialização, definida como a redução de material mantendo a funcionalidade, emerge como uma estratégia central para a sustentabilidade. Este trabalho apresenta um estudo de caso comparativo da aplicação desse conceito e estratégia em projetos de fundações de edifícios altos de concreto armado. Duas alternativas foram analisadas, a primeira utilizando aço CA-50 e a segunda com substituição parcial para o aço CA-70. A adoção do aço CA-70 reduziu significativamente a área e peso total de aço, com redução de custos nos blocos de fundação. Ainda, o refinamento do cálculo do comprimento de ancoragem possibilitou a manutenção das formas e do volume de concreto utilizado. Os resultados demonstram a viabilidade técnica e econômica do uso do CA-70 em fundações profundas, contribuindo para práticas mais sustentáveis no setor da construção civil.

Produção de concreto sustentável para elementos pré-fabricados: aplicação de ultrassom de potência

Ricardo Couceiro Bento — 2025-10-01

Pesquisadores estão continuamente investigando e implementando formas de reduzir as emissões de CO₂ da indústria da construção civil. Uma contribuição para atingir esse objetivo é a redução do consumo de cimento Portland das estruturas de concreto. A aplicação do ultrassom de potência para a produção de elementos estruturais pré-fabricados se apresenta como uma tecnologia promissora para aumentar a reatividade do cimento Portland, acelerando o ganho de resistência em idades iniciais e com isso obter a redução do consumo de aglomerante e taxas de produção mais rápidas. Este artigo descreve o campo promissor e pouco conhecido sobre os mecanismos pelos quais o ultrassom atua em sistemas cimentícios e seus efeitos como um método para promover a aceleração na cinética de hidratação do cimento Portland. Também apresenta os primeiros avanços em pesquisas com cimento brasileiro efetuadas pelo autor no Brasil e em recente estágio na Alemanha como parte de seu projeto de pós-doutorado.

Do Berço ao Portão: Avaliação Comparativa das Emissões de Estruturas em Concreto Armado Produzidas no Sul do Brasil

Moacir Kripka — 2025-10-01

O artigo apresenta uma avaliação comparativa das emissões de CO₂ associadas à produção de estruturas em concreto armado nas cidades de Chapecó–SC e Passo Fundo–RS, considerando a abordagem do berço ao portão. Foram analisados dois traços de concreto (20 MPa e 35 MPa) com base em dados regionais, e seus impactos foram quantificados por meio da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) com o uso do Software SimaPro. Resultados mostram que concretos com menor resistência geram menos emissões por m³ devido ao menor teor de cimento. Quando considerado do dimensionamento estrutural, o concreto de 35 MPa se mostra mais vantajoso para pilares após otimização estrutural. Já para vigas, o traço de 20 MPa apresenta menor impacto. As diferenças regionais influenciam, os resultados, especialmente, nos insumos e transporte. Conclui-se que a escolha adequada do traço, associada à otimização estrutural, pode reduzir o impacto ambiental de estruturas em concreto armado.

Aplicação da otimização topológica na redução de consumo de material em estruturas de concreto armado

Gabriel Queiroz — 2025-10-01

A otimização topológica busca a melhor distribuição de material em um domínio de projeto, representando uma ferramenta computacional promissora para a concepção de estruturas mais leves e sustentáveis. Na construção em concreto, sua aplicação tem grande relevância, especialmente para a redução da pegada de carbono desse setor. Neste trabalho, aplica-se a otimização topológica para a geração de modelos simplificados de bielas e tirantes para um pilar com consolo e uma viga-parede, com vistas a auxiliar o dimensionamento por parte do projetista. Observa-se que os modelos gerados são fortemente influenciados pela geometria e pelas condições de carregamento, exigindo análise específica para cada projeto. Além disso, demonstra-se que a ferramenta implementada permite a identificação de regiões menos desfavoráveis para o posicionamento de aberturas, contribuindo para um consumo mais racional de aço no concreto armado.