Elas são invisíveis e, no entanto, estão presentes em todo os lados! “Elas” são as ancoragens instaladas em concreto, amplamente utilizadas nas conexões entre elementos estruturais e não estruturais da construção, e essenciais para o desempenho das edificações. Estão, além disso, direta ou indiretamente ligadas à segurança das pessoas e aos investimentos econômicos, daí que um cálculo/especificação errada da ancoragem ou uma má instalação pode resultar em graves consequências provocando acidentes e, em casos mais críticos, até mesmo o colapso das estruturas, colocando a vida de pessoas em risco. Nas imagens a seguir, conseguimos ver exemplos do resultado de dimensionamentos errados das ancoragens e/ou de instalações mal controladas.


Infelizmente esse tipo de ocorrência é mais comum do que imaginamos, mas como a maior parte são incidentes de menor expressão, não envolvendo vítimas diretas, não são amplamente noticiados, entretanto ainda assim merecem toda nossa atenção, pois não podemos nos preocupar com o assunto somente quando ocorre um dano mais expressivo ou quando inclui vítimas fatais. Não podemos prever quando isso ocorrerá, mas podemos reduzir significativamente suas probabilidades.
Apesar da importância e responsabilidades envolvidas, infelizmente ainda é comum encontramos profissionais, tanto no cálculo, projeto ou instalação, que diminuem o assunto, talvez justamente por não “enxergarem” as consequências, relegando as ancoragens como assunto secundário. Aquela tabelinha de cargas, aquela planilha de Excel que ninguém sabe de onde veio ou aquele detalhe típico de 20 anos atrás, o qual simplesmente se copia e cola nos projetos, já não atendem mais aos critérios estabelecidos em normas e recomendações técnicas de todo o mundo, há bastante tempo.

RECOMENDAÇÕES TÉCNICAS ABECE

Atualmente no Brasil, os documentos mais relevantes sobre esse tema são as 2 recomendações técnicas da ABECE para o cálculo de ancoragens químicas e mecânicas:
PROJETO DE FIXAÇÕES COM CHUMBADORES QUÍMICOS EM ELEMENTOS DE CONCRETO – Recomendação 005, publicada em 2019
PROJETO DE FIXAÇÕES COM CHUMBADORES MECÂNICOS PRÉ-INSTALADOS E PÓS-INSTALADOS EM ELEMENTOS DE CONCRETO – Recomendação 007, publicada em 2022

Essas publicações foram realizadas por meio da colaboração entre profissionais e as principais empresas do ramo presentes no Brasil, com o objetivo de se obter um texto-base para uma futura norma brasileira de projeto de fixações com chumbadores químicos e mecânicos, iniciativa essa que se encontra em andamento atualmente. Ambas foram baseadas em normas e publicações europeias, e ali são detalhados todos os mecanismos envolvidos no dimensionamento de ancoragens e sua forma de cálculo.
Com uma simples folheada já é possível perceber a quantidade de fatores que devem ser levados em consideração num projeto de ancoragens entre elementos estruturais e que nossas famosas tabelinhas de carga nem de longe abrangem, que vão desde a classe de resistência do concreto, espaçamentos entre ancoragens, das bordas, combinações de cargas de tração e cisalhamento, distribuição, armaduras, entre muitos outros.
Para conhecimento, em fixações submetidas a esforços de tração os seguintes mecanismos de falha devem ser verificados:
a) Falha no aço
b) Falha na adesão
c) Falha do cone de concreto
d) Falha por fendilhamento (ou fissuração)

Em fixações submetidas a forças cortantes, os seguintes mecanismos de falha devem ser verificados:
a) Falha no aço por força cortante sem braço de alavanca
b) Falha no aço por força cortante com braço de alavanca
c) Falha no concreto por alavanca
d) Falha na borda de concreto

E, depois de tudo, deve-se verificar:

Resistência a esforços combinados de tração e força cortante
 
As tabelas de cargas publicadas pelos fabricantes servem como um ponto inicial de referência, mas é importante considerar que são obtidas através de ensaios com chumbadores únicos, sem influências de outros próximos, de bordas, portanto não podemos avaliar o comportamento de um grupo de ancoragens, baseando-nos apenas naquela informação simples da tabela, então muito cuidado quando for consultar a uma delas e, principalmente, quando for tentar especificar uma ancoragem somente com esse dado!
Quando verificamos mais detalhadamente a forma de cálculo de cada um desses fatores influenciadores, nos deparamos rapidamente com o grau de complexidade que isso pode tomar como, por exemplo, o cálculo da Resistência Característica para Falha na Adesão à Tração.

Alguém se arriscaria a fazer isso manualmente?
Sei que alguns vão responder que sim, com a ajuda de suas supercalculadoras, mas assim como essa, temos mais outras dezenas de equações e fatores a serem considerados e, além da chance de erro humano, qualquer alteração nos dados de projeto vai exigir que comecemos tudo novamente...
Felizmente já passamos dessa fase manual na engenharia e atualmente nosso bem mais precioso é o tempo, portanto a saída é nos utilizar das ferramentas de software de cálculo de ancoragens, disponibilizadas gratuitamente pelos próprios fabricantes, que nos auxiliam sob esse aspecto, fornecendo respostas rápidas, dentro dos parâmetros de cálculo, nos assegurando um dimensionamento mais preciso e seguro.
O funcionamento de todos eles é simples, onde fornecemos dados básicos de entrada como esforços, geometria dos chumbadores, do material base, perfis, chapas, entre outros e eles calculam quais chumbadores atendem à aplicação e podemos escolher o que melhor se adequa ao nosso projeto.


Eles nos fornecem uma visão muito detalhada sobre a aplicação, como grau de utilização dos chumbadores, além de nos avisar sobre problemas como pouca distância de bordas ou entre ancoragens e nos indicam as correções a serem feitas e, ao final do processo, geram relatórios de cálculo completos.
Alguns softwares mais avançados fazem ainda análises mais complexas como flexibilidade das chapas de base (dica: nem todas elas são rígidas como costumamos assumir...), verificações de soldas, enrijecedores, cargas sísmicas, fadiga, incêndio, etc, portanto são ferramentas poderosas e imprescindíveis para todos os escritórios de projetos estruturais que trabalham com ancoragens pós-instaladas, seja em ligações metal-concreto quanto concreto-concreto.
A adoção de softwares de cálculo de ancoragens representa, portanto, uma nova era e a oportunidade de conceber fixações com total confiabilidade e consequentemente, obras mais seguras e confiáveis com o passar do tempo, além de economia de tempo nos projetos e a certeza de que estamos atendendo a todos os critérios de cálculo.

Eng. Paulo Bellintani
Gerente de Normas e Aprovações da Hilti do Brasil, Engenheiro Mecânico pela Universidade Mackenzie, membro dos grupos técnicos de ancoragens organizados pela ABECE e há 15 anos atuando no mercado de ancoragens químicas e mecânicas.

Matéria escrita para a ABECE (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural) - Revista Estrutura – edição 13/Outubro 2023