7 VERDADES QUE VOCÊ NÃO SABIA A RESPEITO DE COEFICIENTES DE SEGURANÇA
FUNDAÇÕES
Embora os fatores de segurança existentes nas mais variadas metodologias de cálculo estrutural sejam normatizados pela Associação Brasileira de Normas Técnicas há ainda existem ainda muitos TABUS a respeito deste aspecto. Não é incomum ouvirmos pessoas dizendo:
“Mesmo com um monte de fator de segurança esses engenheiros deixam os viadutos cair”.
Por isso, a M3 Engenharia preparou um manual com 7 verdades sobre os famosos coeficientes de segurança
Não resolve erros de cálculo => Apesar de o senso comum acreditar que os fatores de segurança servem para garantir possíveis erros de cálculo em um projeto, esta afirmação não é verdadeira principalmente porque os coeficientes de segurança não têm a amplitude necessária para garantir a segurança da estrutura caso o engenheiro responsável cometa um erro ou deixe de dimensionar de forma adequada algum elemento construtivo.
Estão associados à variabilidade do material => Os coeficientes de seguranças são determinados a partir dos materiais que envolvem a construção. Por exemplo, a NBR 6118/2014 define que em estruturas de concreto armado deve-se aplicar um fator de segurança de 40% para cálculos envolvendo o concreto, enquanto que nas barras de aço das mesmas estruturas o fator cai para 15%, isso deve-se a uniformização existente na fabricação aço que passa por um rigoroso processo industrial. Dessa forma as características reais dos elementos (tensão de escoamento e de ruptura, módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, entre outras) tendem a estar mais próximas dos valores utilizados no projeto e, portanto, não necessita de altos coeficientes de segurança.
Não é sinônimo de confiabilidade => Confiabilidade está associada a probabilidade de falha. Aplicar um fator de segurança alto pode não trazer garantias de que a estrutura é segura. Imagine que para uma determinada estrutura foi calculado um valor de solicitação s (ver imagem a seguir), dessa forma o elemento foi dimensionado para garantir uma resistência R (sendo esta o valor da solicitação multiplicado por u fator de segurança). Mas note que não existe garantia que o valor de solicitação será s. Dessa forma a solicitação pode variar segundo a curva mostrada abaixo. Quando os valores de solicitação e resistência se cruzam a estrutura entra em colapso, ou seja, simplesmente aplicar fatores de segurança não garante nada!
4. Podem ser globais ou parciais => Existem mais de uma metodologia de dimensionamento estrutural, onde os coeficientes de segurança podem ser aplicados individualmente a cada característica dos elementos ou de forma global ao fim do procedimento. Por exemplo, fundações profundas são calculadas sem considerar fatores de segurança durante o processo e, ao final, aplica-se um coeficiente global, diferentemente de estruturas metálicas que recebem fatores parciais de segurança durante o cálculo dos elementos.
5. É calculado através de modelos estatísticos => Mas afinal de contas, quem determina qual o valor adotar? Através de uma série de ensaios envolvendo diferentes materiais a comunidade brasileira (através da ABNT) normatizou, para uma grande quantidade de materiais, os valores para coeficientes de seguranças que devem ser aplicados. Utilizando os resultados destes ensaios foi possível avaliar a dispersão dos resultados e utilizando, modelos estatísticos, definir os fatores de segurança a serem utilizados.
6. Quanto mais informações a respeito dos materiais, menor poderá ser o coeficiente de segurança => A NBR 6122/2010 define que estacas sem prova de carga devem ser dimensionadas com um fator de segurança global igual a 2,0, enquanto que, uma vez que o ensaio seja executado o fator a ser utilizado pode ser igual a 1,6. Dessa forma diminui-se os custos com execução de fundações em aproximadamente 20%.
7. Se muito alto, pode prejudicar a estrutura => É verdade dizer quando um projetista decide aplicar um fator de segurança muito alto apenas para garantir que não vai romper, a estrutura pode ser danificada. Um exemplo disso está nas estruturas em alvenaria estrutural, quando dimensiona-se as vigas de suporte das paredes de forma muito robusta, as mesmas tendem a sofrer deformações muito pequenas, impossibilitando o efeito arco de ocorrer e aumentando o efeito do momento fletor no meio da seção.
Para concluir vale a pena imaginar o cálculo estrutural como um procedimento dinâmico, pois quando existe alguma alteração (prevista ou não) na estrutura, há uma redistribuição de esforços e as tensões presentes nos elementos da construção mudam.