Técnicas Alternativas para Mitigação de Colapso Progressivo em Edifícios: Otimização Baseada em Riscos visando Segurança, Economia e Redução de Emissões de Gases de Efeito Estufa

• Processo: 24/23665-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: André Teófilo Beck
• Beneficiário: Luiz Eduardo Gonçalves de Mattos
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Confiabilidade estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: colapso progressivo | Confiabilidade Estrutural | Emissão de Gases de Efeito Estufa | Otimização baseada em riscos | Técnicas de proteção estrutural | confiabilidade das estruturas

Resumo

Um dos grandes desafios da engenharia estrutural é o projeto racional de sistemas expostos a eventos excepcionais, também chamados de ações de baixa probabilidade e alta consequência, como incêndios, terremotos, explosões e impactos. As mudanças climáticas intensificam esses riscos, aumentando a frequência e severidade das ameaças, expondo vulnerabilidades estruturais. O conceito de robustez estrutural refere-se à capacidade de resistir a essas ações, evitando que danos locais e iniciais evoluam para consequências desproporcionalmente severas, como o colapso progressivo. Técnicas tradicionais de reforço, embora mitiguem riscos, frequentemente apresentam altos custos e limitada eficiência, especialmente diante de eventos aleatórios ou falhas simultâneas de múltiplos elementos. Além disso, essas abordagens envolvem consumo intensivo de materiais, contribuindo significativamente para emissões de gases de efeito estufa, destacando a urgência de alternativas sustentáveis. Estudos evidenciam uma carência de técnicas de proteção versáteis, capazes de atenuar o colapso progressivo em múltiplos níveis de falha. O objetivo principal deste projeto de pesquisa é propor técnicas de proteção alternativas para mitigar o colapso progressivo em sistemas de concreto armado, visando a segurança estrutural através da robustez, a eficiência econômica e a sustentabilidade ambiental. As técnicas exploradas incluem uso de concretos de ultra-alto desempenho reforçados com fibras (UHPFRC), dispositivos de absorção de energia, reforços tradicionais e suas combinações para soluções otimizadas. A eficácia dessas técnicas será avaliada por meio da metodologia de otimização baseada em riscos, que considera incertezas aleatórias e epistêmicas nas variáveis de projeto e nas probabilidades das ameaças, com o objetivo de minimizar a probabilidade global de colapso e os riscos associados em termos de custos e emissões de CO2. O estudo foca em edifícios-garagem de laje lisa, vulneráveis a incêndios devido à presença de inflamáveis e a perda de pilares por colisão veicular, com propagação da falha para as lajes devido à punção. Os resultados esperados incluem soluções robustas e inovadoras, com potencial para transformar práticas de engenharia, promovendo maior segurança estrutural, redução de impactos ambientais e eficiência econômica no setor da construção. (AU)