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A nova revolução do concreto. O concreto do século XXI

Paulo HeleneEng. Dr. Prof. Titular da Universidade de São Paulo

Presidente do Instituto Brasileiro do Concreto IBRACONCoordenador Internacional da Rede Rehabilitar CYTED

Member of fib(CEB-FIP) Model Code for Service Life Design

1o Seminário: Pisos e Revestimentos de Alto DesempenhoInstituto de Engenharia, São Paulo, 03 Outubro 2006

No Canadá, CA Pierre-Claude Aitcin – Diretor Científico

1989 National Research Council, NRCNCE 1989 Network of Centres of ExcellenceNCE investe 40 milhões de dólares/ano

Concrete/Béton Canada (1989 1999)Université de Sherbrooke1,4 milhões de dólares/ano (10 anos)

Entidades integrantes:11 universidades15 Instituições Governamentais

5 Entidades65 Empresas

Pesquisas em Concreto

The mission of Concrete Canada is to position the Canadian construction industry at the leading edge of concrete technologyin order to enhance its competitiveness.

Its goal is to develop more durable, high-performance concrete and provides a longer life expectancy for structures, to developinnovative tools for designing new structures and repairing existing structures.

Beton Canada are demonstrating that HPC structures are safe, efficient and cost-effective, and providing direct transfer of technology from the laboratory to industry.

Béton Canada Network assure Canada as world leader in the industry field.

Béton Canada CANADA Networks of Centres of Excellence (14 em 1989, hoje 19)

Advanced Technologies1. Canadian Network for Space Research2. Centres of Excellence in Molecular and Interfacial Dynamics3. Institute for Robotics and Intelligent Systems4. Micronet - Microelectronic Devices, Circuits and Systems5. NeuroScience NetworkEngineering and Manufacturing1. Canadian Institute for Telecommunications Research2. Concrete Canada3. Mechanical Wood-Pulps NetworkHealth, Human Development and Biotechnology1. Canadian Ageing Research Network2. Canadian Bacterial Diseases Network3. Insect Biotech Canada4. Inspiraplex - Respiratory Health Network of Centres of Excellence5. Protein Engineering NetworkNatural Resources and Environment1. Ocean Production Enhancement Network

NCE Canada Network of Centres of Excellence

Engineering and Manufacturing

1989 a 1999Concrete / Béton Canada

1995- 2009Intelligent Sensing for Innovative StructuresISIS CanadaUniversity of Manitoba, Winnipeg, Manitoba

Nos Estados Unidos, USA Surendra Shah Diretor Científico

1989 National Science Foundation, NSFACBM Center for Advanced Cement-based Materials

NorthWestern UniversityUniversity of IllinoisPurdue UniversityUniversity of MichiganNational Institute of Standards and Technology

WMU, waste material utilization;LCP, life cycle prediction;DHPC, designing for high performance concrete

“Concrete & Science Engineering”“”Cementing the Future” média: 8 artigos por ano

Pesquisas em Concreto

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ACBM: Worldwide leaders in new technology

ACBM was established in 1989 as a National Science Foundation Science and Technology Center, dedicated to the cement and concrete industries. By focusing on research, education, and technology transfer, ACBM has contributed major advances in the knowledge of cement and concrete materials and their behavior.

Hundreds of students and visiting scholars have participated in research at ACBM and have gone on to careers in industry and academia to continue this important work.

Many companies have adopted and optimized new technologies based on expertise developed through collaborative efforts with ACBM. Cement Research — Response to a real world need.

Much of the way we live depends on concrete. Our houses, roads, cities and underground support systems are all structured from this.

ACBM Center for Advanced Cement-Based Materials

No Brasil, BR

2000, Ministério da Ciência e Tecnologia, MCTConselho Nacional de Desenvolvimento Científico, CNpQ, PADCT

Instituto do Milênio em Pesquisa Inovação e Difusão “Concreto Brasil”

Linhas de Pesquisa

1 - Patologia, Manutenção e Recuperação das Estruturas de Concreto2 - Pré-Moldados de Concreto3 – O Concreto e o Desenvolvimento Sustentado4 – Desenvolvimento de Indicadores de Competitividade para Monitoramento da Cadeia Produtiva

Pesquisas em Concreto

No Brasil, BR

2000, Ministério da Ciência e Tecnologia, MCTConselho Nacional de Desenvolvimento Científico, CNpQ, PADCTProgramas Institutos do Milênio (Millennium Science Initiative – MSI )

O MSI é um novo programa do Banco Mundial que oferece aos países a oportunidade de acesso a recursos para a organização de Institutos do Milêniode acordo com suas necessidades de desenvolvimento científico e tecnológico.A implantação do Programa Institutos do Milênio no Brasil dar-se-á na forma de apoio a redes de pesquisa, segundo prioridades estabelecidas peloMinistério da Ciência e Tecnologia através de uma Política de C&T quecontemple as demandas da cadeia produtiva e as necessidades de fortalecimento das ciências básicas.

4 milhões de reais por projeto ( 4 anos)

Pesquisas em Concreto

Objetivos nobres

1. Proporcionar um aumento considerável de nossa competência em áreasimportantes da Ciência e da Tecnologia

2. Contribuir para a criação de um ambiente favorável à inovação com o objetivo de aumentar a competitividade da indústria brasileira

3. Promover a integração das áreas principais de atuação dos Institutos com outras áreas da Ciência e da Tecnologia

4. Contribuir para o progresso social e/ou econômico da nação5. Promover a formação de novos pesquisadores e incentivar a fixação de

jovens pesquisadores de reconhecido talento6. Promover a articulação de redes, envolvendo grupos de pesquisa

emergentes.7. Incorporar uma prática de treinamento e reciclagem de recém-doutores,

que os tornem dinâmicos e seus centros de referência com abrangêncianacional.

Pesquisas em ConcretoBRASIL Institutos do Milênio MSI (17 em 2001, hoje 33)

Advanced Technologies1. Avanço Global e Integrado da Matemática Brasileira2. Instituto do Milênio para Evolução de Estrelas e Galáxia3. Instituto de Informação Quântica4. Instituto de Nanociências

Engineering and Manufacturing1. Fábrica do Milênio2. Instituto do Milênio de Materiais Complexos3. Instituto Multidisciplinar de materiais poliméricos4. Rede de Pesquisa em Sistema em Chip, Microssistemas e Nanoeletrônica

Human Development and Biotechnology1. Estratégias integradas para estudo e controle da tuberculose no Brasil2. Instituto de Investigação em Imunologia3. BioengenhariaTerapias celulares para doenças crônico-degenerativas4. Integração de melhoramento genético, genoma funcional e comparativo

Natural Resources and Environment1. Água - uma visão mineral2. Semi-ÁridoBiodiversidade, Bioprospecção e Conservação de Recursos3. Mudanças de uso de solo na Amazônia4. Núcleo de Estudos Costeiros5. Oceanografia Uso e Apropriação de recursos costeiros

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Instituto do Milênio “Concreto Brasil”Instituições Experientes:

Instituto de Pesquisas TecnológicasInstituto Tecnológico de AeronáuticaUniversidade de CampinasUniversidade de São PauloUniversidade Federal do Rio Grande do Sul Universidade Federal de Santa Catarina

Instituições emergentes:Universidade de PernambucoUniversidade Federal de Goiás

Associações e Entidades:Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Concretagem – ABESCAssociação Brasileira de Cimento Portland - ABCPInstituto Brasileiro do Concreto – IBRACON

Pesquisas em Concreto

Brasil

131 grupos de pesquisa cadastrados em concreto na CAPES22% de excelência10 melhores escolas de engenharia MEC coincidem com os

melhores Centros de Excelência em Concreto

Instituto Brasileiro do Concreto IBRACON

Diretoria de Pesquisa e DesenvolvimentoBanco de Teses e Dissertações“Concreto Brasil”47 Congressos 2500 artigos práticas recomendadas livro

Pesquisas em Concreto

QUANDO FOI RECONHECIDA A PROFISSÃO DE ARQUITETO e

ENGENHEIRO CIVIL PORPRIMEIRA VEZ ?

Arquiteto e médico Imhotep

Pirâmide escalonada de Djeser

64m

2790 A C

Egito 2580 A.C.

146 m

Piramide de Queóps

Egito 200 A.C.

120 m

Farol de Alexandria

ArquitectoSóstrato de CnidoIlha de Faros

O primeiro faroldo mundo.

A sua luz era visível a mais de 50 km de distância.

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México 1100 – 1300 d. C.

Piramide de KukulcánChichen Itza QUANDO APARECEU

O CONCRETO POR PRIMEIRA VEZ

NA HISTÓRIA?

Panteãode

Roma

Catedral de Notre Dame

Abóbada da nave central 35m de altura

1163-1330

SéculosIV Estilo Byzantino Catedral Santa Sophia, IstambulIX Estilo Romanico Abadia Cluny, FranceXII-XIV Estilo Gótico Catedral Notre Dame, ColoniaXV Estilo RenacentistaXVII Estilo Barroco Catedral San Pedro, BerniniXVIII Estilo Neoclasico Arco del Triunfo , Paris

XIX Estruturas Metálicas

“Gustave Eiffel”

1889

Torre Eiffel

46m

312m

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SÉCULO XX1900

APARECE UMNOVO MATERIAL

Concreto Armado

Palacio Salvo Montevideo

27 andares

Uruguai 1925

Altura 103 m

fck = ?80 anos!!!!

record mundial

1929

Empire State Building381m, New York, 1931

SÉCULO XX1928

APARECE outro“NOVO” MATERIAL

Concreto Protendido

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Ponte Rio GuamáBelém ^Pará 320m de luz 2003

Aduelasprefabricadasfck = 45 MPa

média de 54 MPa

em corpos-de-prova cilíndricos

(62MPa)

Vida Útil100 anos!

MASP Museu de Arte São Paulo 1968fck = 35 MPa Vida útil de 20 anos!

Lina Bo Bardi

José Carlos de Figueiredo Ferraz Centro Empresarial Nações Unidas

Torre Norte

São Paulo1997

Altura 179 m

fck = 50MPa

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Grand Arch

La Defense

Paris

França 1990

fck = 60 MPa

“high-techstyle”

Petronas Towers

Kuala Lumpur

Malásia 1997

Altura 452 m

fck = 80 MPa

record mundial

TAIPEI 101Shangai World Financial Center

Taiwan China

2005

Altura 508m

fck = 80 MPa

record mundial

Burj Dubai - World tallest (2008)

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Qual o FUTURO?

Em 1997 o Petronas Towers, todo em concreto

armado e protendido, superou o mais alto

edifício do mundo, a torre Sears em Chicago.

Passados apenas 9 anos a engenharia mundial já

construiu 5 edifícios mais altos que o Petronas Towers.

Hoje existem 22 edifícios em construção com mais de 300m

de altura além de 14 jáinaugurados após 1997.

Destes 36 citados, 13 são em estrutura de concreto, 19 em estruturas mistas e apenas 4em estrutura metálica, sendo

que hoje o mais alto edifício em construção no mundo é

inteiramente de concreto armado e protendido.

Em 100anos o concreto ultrapassou todos oslimites conhecidos pela engenharia e aindacontinua em franca expansão:

1900 concreto armado fck ~ 12MPa 40m

1928 concreto protendido fck ~ 20MPa luz 200m

1990 CAD ou HPC fck ~ 60MPa 450m

2000 CAR ou HSC fck ~ 130MPa 800m

2006 Super concretos com micro-fibras UHSC

fck ~ 800MPa ?!!!

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